Стивен Барретт - Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С

• Название: Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С
• Автор: Стивен Барретт
• Издательство: Издательский дом «ДМК-пресс»
• Жанр: Программирование
• Год: 2007
• ISBN: 5-9706-0034-2

В книге последовательно рассматриваются все этапы создания встраиваемых систем на микроконтроллерах с применением современных технологий проектирования. Задумав эту книгу, авторы поставили перед собой задачу научить читателя искусству создания реальных устройств управления на однокристальных микроконтроллерах.

Издание содержит материал, охватывающий все вопросы проектирования, включает множество заданий для самостоятельной работы, примеры программирования, примеры аппаратных решений и эксперименты по исследованию работы различных подсистем микроконтроллеров.

Данная книга является прекрасным учебным пособием для студентов старших курсов технических университетов, которые предполагают связать свою профессиональную деятельность с проектированием и внедрением встраиваемых микропроцессорных систем. Книга также будет полезна разработчикам радиоэлектронной аппаратуры на микроконтроллерах.

---

Рис. 7.17. Результаты испытаний двигателя

Оптический кодер.  Существует широкое разнообразие оптических кодеров для определения скорости вращения вала двигателя. Эти кодеры закрепляются непосредственно на валу, или могут быть связаны с валом какими-либо устройствами. При установке кодера на вращающийся вал, это устройство обеспечивает на выходе прямоугольное напряжение. Кодеры питаются от постоянного напряжения 5 В, и рассчитаны на максимальную скорость вращения в 12 000 об/мин. Мы используем оптические кодеры, чтобы обеспечить измерение скорости вращения двигателя, как описано в [11]. Установка для измерения частоты вращения показана на рис. 7.18.

Рис. 7.18. Установка для измерения скорости вращения двигателя

Прерывания в режиме реального времени. Мы используем в МК 68HC12 модуль меток реального времени (RTI), периодически прерывая работу 68HC12, чтобы измерить скорость двигателя и скорректировать коэффициент заполнения ШИМ, если это необходимо для стабилизации скорости вращения двигателя. Перед обсуждением программного кода для управления RTI, мы советуем Вам, возобновить в памяти информацию о сбросах и прерываниях. Ниже приведен краткий обзор действий, необходимых, чтобы инициализировать прерывание RTI:

• Инициализируют вектор прерывания по запросу RTI;

• Устанавливают масштабирующий коэффициент RTR[2:0];

• Устанавливают флаг RTIE разрешения прерываний от RTI в регистре RTICTL;

• Очищают флаг RTIF в регистре RTIFLG;

• Разрешают все маскируемые прерывания прерывания (команда CLI).

Приведенные ниже программный код поможет Вам ознакомиться с работой RTI. В этом примере, мы переходим к программе ISR обработки прерывания RTI, переключая флаг порта PORTP. Если вы исследуете возникающую в результате форму сигнала, показанного на рис. 7.19, с помощью осциллографа или логического анализатора, то сможете измерить период повторения системы RTI прерываний.

Рис. 7.19. Прерывания в режиме реального времени

//********************************************************************

//имя файла: RTI_test.с//

//Port P[0]: Конфигурируется как цифровой выходной порт, обеспечивающий TTL

// совместимые сигналы для управления затвором.

// авторы: Стив Барретт и Даниель Пак

//дата создания: Mar 10, 2003

//последняя редакция: Mar 10, 2004

//********************************************************************

#include <912b32.h>

#pragma interrupt_handler RTI_isr

//Функции-прототипы

//***************************************************

void initialize_ports(void); //инициализация портов

void RTI_isr(void);

void initialize_RTI(void);

//main program* *******************************************************

void main(void) {

 //инициализация вектора сброса для B32

 asm(".area vectors(abs)\n"

  " .org 0xFFF0\n" // инициализация вектора прерывания RTI

  " .word _RTI_isr\n"

  " .org 0xFFF8\n" // инициализация вектора сброса для B32

  " .word 0x8000, 0x8000, 0x8000, 0x8000\n"

  " .text");

 initialize_RTI(); //инициализация модуля RTI

 initialize_ports(); //инициализация портов

 PORTP = 0x01; // разрешение PORTP вывод 0

 asm("cli"); //разрешение всех маскируемых прерываний

 .

 .

 .

}

//********************************************************************

// определения функций

// ********************************************************************

//Initialize_ports: начальная конфигурация

//для портов входа/выхода

// ********************************************************************

void initialize_ports(void) {

 DDRP=0xFF; //порт PORTP устанавливается как выходной

}

// ********************************************************************

//RTI_isr: подпрограмма обслуживания прерываний по RTI

//*********************************************************************

void RTI_isr(void) {

 RTIFLG = 0x80; //сбрасывается флаг RTIF

 PORTP =~(PORTP); //переключить выходы PORTP

}

// ********************************************************************

// ********************************************************************

//initialize_RTI:конфигурирует модуль RTI

// ********************************************************************

void initialize_RTI(void) {

 RTICTL = 0x86; // устанавливается таймер RTI

 RTIFLG = 0x80; //сбрасывается флаг RTIF

}

// ********************************************************************

Аккумулятор импульсов. Число импульсов, поступающих от оптического кодера, подсчитывается аккумулятором импульсов (PA). Он инициализируется в начале программы и затем фиксирует текущее число импульсов за интервал каждого прерывания RTI. По известному интервалу времени между прерываниями RTI (32.768 мс) можно определить число импульсов, поступивших на PA между двумя прерываниями, и затем вывести на дисплей скорость вращения двигателя. Для конфигурации PA системы существует специальный код.

// **********************************************************************

//initialize_PA: инициализация модуля аккумулятора импульсов МК 68HC12

// **********************************************************************

void initialize_PA(void) {

 TIOS = 0x00; //Конфигурировать канал 7 для работы счетчика импульсов

 TCTL1 = 0x00; //кодера - 3 оператора

 OC7M = 0x00;

 TSCR = 0x80; //Установить бит разрешения таймера

 PACTL = 0x70; //Разрешить работу PA, режим счета событий, событие

               // по фронту импульса,

}

Объединим теперь эту программу с программой для RTI, чтобы подсчитать число импульсов кодера, появившихся за интервал прерывания. Получив, этот результат, преобразуем его в число об/мин и выведем полученное значение на ЖК индикатор.

// **********************************************************************

//имя файла: motor.с

//автор: Steve Barrett and Daniel Pack

//дата создания: Mar 10, 2003

//последняя редакция: Mar 25, 2004

// **********************************************************************

// включенные файлы *****************************************************

#include <912b32.h>

#pragma interrupt_handler RTI_isr //объявить подпрограмму прерывания по RTI

// функции-прототипы ****************************************************

void initialize_ports(void); //инициализировать порты

void RTI_isr(void); //подпрограмма обслуживания прерываний RTI

void initialize_RTI(void); // инициализировать систему RTI

void initialize_PA(void); //инициализировать аккумулятор импульсов (PA)

void initialize_LCD(void); // инициализировать ЖК индикатор

void display_count_LCD(unsigned int); //вывод текущего содержимого аккумулятора PA

                                      // на ЖК индикатор

void putchars(unsigned char); //функция поддержки ЖКИ - вывести символ

void putcommands(unsigned char);// функция поддержки ЖКИ вывести команду

void delay_5ms(void); //задержка 5 мс

void delay_100us(void); //задержка 100 мкс

unsigned int old_count; //последнее значение, записанное в (PA)

int RTI_int_count =0; //используется для подсчета RTI прерываний

//главная программа****************************************************

void main(void) {

 asm(" .area vectors(abs) \n" //inline assembly statement

  ".org 0xFFF0\n" //инициализация вектора прерываний RTI

  ".word _RTI_isr\n"

  " .org 0xFFF8\n" // инициализация вектора reset для 68HC12 B32

  " .word 0x8000, 0x8000, 0x8000, 0x8000\n"

  " .text");

 void initialize_ports(void); // инициализация портов

 initialize_LCD(); //инициализация ЖКИ

 initialize_RTI(); //инициализация модуля RTI

 initialize_PA(); //инициализация аккумулятора импульсов

 asm("cli"); //разрешение глобального маскирования

             //прерываний

 while(1) //продолжение цикла до следующего прерывания

 {

  ;

 }

}

//********************************************************************

//********************************************************************

//initialize_ports: определяет направление передачи портов

//********************************************************************

void initialize_ports(void) {

 DDRP = 0xFF; // порт PORTP устанавливается как выходной для ШИМ

 DDRT = 0x00; // PORTT устанавливается как входной, вывод PORTT[7]

              // в качестве входа аккумулятора импульсов PA

 DDRB = 0xFF; // PORTB устанавливается как выходной - порт

              // данных для ЖКД

 DDRDLC = 0xFF; // PORT DLC устанавливается как выходной - сигналы

                // управления для ЖКИ

}

//********************************************************************