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.

---

                // управления для ЖКИ

}

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

//RTI_isr: подпрограмма прерывания по RTI

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

void RTI_isr(void) {

 unsigned int new_count;

 unsigned int pulse_count;

 float max_count = 65535.0;

 new_count = PACNT; //передается текущее число импульсов, записанное в PA

 if (new_count > old_count) //определяется приращение числа импульсов

  pulse_count = new_count - old_count;

 else pulse_count = (unsigned int)(max_count-(float)(old_count = new_count));

 RTI_int_count = RTI_int_count + 1;// изменяется показание счетчика

                                   //RTI-прерываний

 if (RTI_int_count == 10) // изменяется показание ЖКД через

                          // каждые 10 прерываний

 {

  display_count_LCD(pulse_count); //изменяется ЖКИ

  RTI_int_count = 0; //сбрасывается счетчик прерываний RTI

 }

 old_count = new_count;

 RTIFLG = 0x80; //сбрасывается RTI

}

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

// initialize_RTI:конфигурирует регистры, связанные с RTI

// - регистр RTICTL

// -- разрешает работу модуля RTI установкой бита RTIE

// -- период RTI в 32.768 мс

// - сбрасывает бит RTIF в регистре флагов (RTIFLG)

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

void initialize_RTI(void) {

 RTICTL = 0x86; // устанавливается период RTI на 32.768 мс

 RTIFLG = 0x80; //сбрасывается флаг RTIF

}

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

//initialize_PA: инициализация модуля аккумулятора импульсов

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

void initialize_PA(void) {

 TIOS = 0x00; // Конфигурирует канал 7 для работы

 TCTL1 = 0x00; // счетчика импульсов оптического кодера

 OC7M = 0x00;

 TSCR = 0x80; // устанавливает бит разрешения работы таймера

 PACTL = 0x70; // разрешает работу РА, режим счета событий,

               // по фронту импульса,

}

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

/* initialize_LCD: инициализации ЖКИ                                */

/* передает на ЖКИ стартовую последовательность команд управления   */

/* - PORTDLC[3]: линия управления RS ЖКИ                            */

/* - PORTDLC[2]: линия управления E для ЖКИ                         */

/* - PORTB: двунаправленная магистраль данных для ЖКИ               */

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

void initialize_LCD(void) {

 delay_5ms();

 delay_5ms();

 delay_5ms(); /*ожидание в течение 15 мс перед включением ЖКИ */

 putcommands(0x38); /*разрядность данных интерфейса 8 бит */

 delay_5ms(); /*задержка */

 putcommands(0x38); /*интерфейс в 8 бит */

 delay_100us(); /*задержка */

 putcommands(0x38); /* разрядность данных интерфейса 8 бит */

 putcommands(0x38); /* интерфейс в 8 бит */

 putcommands(0x0C); /*включение дисплея */

 putcommands(0x01); /*очистка дисплея */

 putcommands(0x06); /*установка режима инкремента адреса */

 putcommands(0x00);

 putcommands(0x00);

 putcommands(0xC0); /*курсор на линию 2 знакоместо 1 */

 putchars('R'); /* вывести "PRM" - скорость */

                /*в об/мин на строку 2 ЖКИ */

 putchars('P');

 putchars('M');

}

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

/*putchars: функция посылает ASCII код для вывода на ЖКИ            */

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

void putchars(unsigned char c) {

 PORTB = c; /*вывести на порт PORTB код символа */

 PORTDLC = PORTDLC|0x08; /*установить RS в 1 для передачи данных */

 PORTDLC = PORTDLC|0x04; /*установить E в 1 */

 PORTDLC = 0x00; /* установить E и RS в 0 */

 delay_100us(); delay_100us();

}

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

/*putcommands: функция посылает команду управления ЖКИ              */

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

void putcommands(unsigned char d) {

 PORTDLC = PORTDLC&0xF7; /*установить RS в 0 для передачи команды */

 PORTDLC = PORTDLC|0x04; /*установить E в 1 */

 PORTDLC = 0x00; /* установить E и RS в 0 */

 delay_100us();

 delay_100us();

}

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

/* delay_5ms: программная задержка 5 мс                             */

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

void delay_5ms(void) {

 int i;

 for (i=0; i<50; i++) {

  delay_100us();

 }

}

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

/* delay_100us:программная задержка в 100 мс                        */

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

void delay_100us(void) {

 int i;

 for(i=0; i<800; i++) {

  asm("nop");/*выполнение команды nор ассемблера занимает 1 период*/

 }

}

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

/* display_count_LCD: преобразует целое число в ASCII символ        */

/* для вывода на ЖКИ                                                */

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

void display_count_LCD(unsigned int count) {

 unsigned int thousands_int;

 unsigned int hundreds_int;

 unsigned int tens_int;

 unsigned int ones_int;

 char thousands;

 char hundreds;

 char tens;

 char ones;

 /*выбирает и преобразует наибольшую значащую цифру в десятичное */

 /* значение + 48, образуя ASCII код */

 thousands_int = count/1000;

 thousands = (char)(thousands_int + 48);

 /*выбирает и преобразует следующую наибольшую значащую цифру */

 /* в десятичное значение + 48, образуя ASCII код */

 hundreds_int = (count - thousands_int*1000)/100;

 hundreds = (char)(hundreds_int + 48);

 /*выбирает и преобразует следующую наибольшую значащую цифру */

 /* в десятичное значение + 48, образуя ASCII код */

 tens_int = (count - thousands_int*10 0 0 - hundreds_int*100)/10;

 tens = (char)(hundreds_int + 48);

 /*выбирает и преобразует следующую наибольшую значащую цифру */

 /* в десятичное значение + 48, образуя ASCII код */

 ones_int = (count-thousands_int*1000-hundreds_int*100-tens_int*10);

 ones = (char)(ones_int + 48);

 /*выводит результат на ЖКИ*/

 putcommands(0x80); /*курсор ЖКИ переводится на строку 1, позицию 1*/

 putchars(thousands);

 putchars(hundreds);

 putchars(tens);

 putchars(ones);

}

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

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

7.4.3. Анализ

В предыдущем разделе мы рассказали, как измерить скорость вращения двигателя и отобразить ее в оборотах в минуту. В этом разделе мы замкнем контур обратной связи. Для этого мы сравним мгновенную скорость вращения с опорным значением, чтобы затем скорректировать коэффициент заполнения ШИМ и стабилизировать скорость вращения двигателя на желательном уровне при изменении нагрузки двигателя.

Стабилизируем скорость двигателя на уровне 1600 об/мин. Чтобы сделать это, мы должны определить требуемый коэффициент заполнения ШИМ для 1600 об/мин. Из полученного нами графика (рис. 7.17) мы видим, что для обеспечения скорости вращения приблизительно в 1600 об/мин, необходимо подать на двигатель напряжение в 8 В. При питании двигателя от источника в 12 В соответствующий коэффициент заполнения ШИМ составит 66.7 % (8 В/ 12 В).

Чтобы достичь коэффициента заполнения ШИМ в 66.7%, установим значение периода ШИМ на 256 единиц, а коэффициент заполнения ШИМ на 172 единицы.

Как мы уже указывали при предыдущем обсуждении системы ШИМ, эти значения устанавливаются в регистрах PWPER0 и PWDTY0, соответственно.

Мы используем сигнал управления ШИМ с частотой 976 Гц. Для этого частоту таймера ШИМ, равную 8 МГц, необходимо поделить на 32. При этом мы получим частоту в 250 кГц (период 4 мкс) и используем ее в качестве синхронизирующей для системы ШИМ. Поскольку мы используем период в 256 импульсов, частота управления ШИМ будет равна 976 Гц (период = 4 мкс/импульс×256 импульсов).

Ниже приведен исходный текст программы, позволяющей изменять коэффициент заполнения ШИМ, чтобы стабилизировать скорость на уровне 1600 об/мин.

Эта функция используется начальной установки скорости вращения двигателя.

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

/*init_PWM(): инициализация модуля ШИМ контроллера 68HC12           */