4

K U R S
O sposobie, w jaki przerwania są obsługiwane
część 4
w j�zyku C, pisałem juł przy okazji omawiania podstaw
programowania. Dziś wykorzystamy programowanie przerwa� do budowy
prostego licznika. Wykorzystamy w nim przerwanie generowane przez
Timer 1 do obsługi wyświetlacza LED oraz przerwanie generowane przez
opadające zbocze sygnału na wejściu INT0 do zliczania impuls�w
zegarowych. W programie wykorzystamy teł wska�niki i ich arytmetyk� -
b�dzie okazja co nieco si� nauczyĘ.
Budujemy licznik, czyli język C i przerwania
Licznik prezentowany w artykule wi�c efektu migotania cyfr w czasie
jako przykład zbudowałem, korzysta- wpisywania danych do rejestr�w. Po-
jąc z płytki AVR Starter Kit oraz ka- łączyłem szeregowo dwa układy
wałka płytki uniwersalnej. Oczywiś- 74HCT595, tworząc w ten spos�b re-
cie, jeśli uływasz innego zestawu jestr 16-bitowy. Jako pierwszy w sze-
eksperymentalnego - nie jest to ład- regu znajduje si� rejestr segment�w rowy, kt�rego opadające zbocze po-
ną przeszkodą. Prawdopodobnie b�- cyfr, jako drugi rejestr załączający woduje przepisanie danych z we-
dziesz tylko musiał zbudowaĘ sobie poszczeg�lne cyfry. Wejście szerego- wn�trznego szeregowo-r�wnoległego
wyświetlacz LED. we danych taktowane jest sygnałem rejestru do wyjściowego rejestru ty-
o cz�stotliwości 4,8 kHz, natomiast pu zatrzask.
Płytka wyświetlacza LED cyfry przełączane są z cz�stotliwością Program napisany został tak, łe
Schemat połącze� wyświetlacza około 300 Hz. w danym momencie świeci tylko jed-
LED pokazano na rys. 1. Niestety - Ułyłem wyświetlaczy LED ze na cyfra. Jeśli przełączanie cyfr b�-
jełeli chcesz eksperymentowaĘ z tym wsp�lną anodą. Zasilanie anod załą- dzie wystarczająco szybkie, ludzkie
przykładem programowania, musisz czane jest przez tranzystory MOS oko tego nie zauwały. Jest to typ
sobie taki układ zbudowaĘ. Moim z kanałem typu P (BS250). Ich sto- wyświetlania zwany multipleksowa-
zdaniem przyda on ci si� nie tylko sowanie jest bardzo wygodne, ponie- nym (wyświetlanie dynamiczne).
do eksperyment�w, ale r�wnieł moł- wał nie wymagają ładnych dodatko- Charakteryzuje si� on małym pobo-
na go ułyĘ w dowolnym innym wych element�w, takich jak na przy- rem prądu - w danym momencie za-
układzie wykorzystującym wyświetla- kład rezystory. Wartości rezystor�w silana jest tylko jedna cyfra. Tyle na
cze LED. Trzeba jednak uwałaĘ - podłączonych do poszczeg�lnych seg- temat zasady działania, zajmijmy si�
obsługa wyświetlacza oparta jest ment�w wyświetlacza musisz dobraĘ teraz programem.
o przerwanie generowane przez Ti- sobie do posiadanych cyfr. Numery
mer 1, dlatego teł nie polecam ta- wyprowadze� wyświetlacza LED po- Mikrokontroler jako licznik
kiego układu na przykład do cz�s- traktuj jako orientacyjne. Istotne są Program pokazano na list. 1.
tościomierza. Chyba łe zgodzisz si� literowe oznaczenia segment�w. Na Licznik wykorzystuje dwa przerwa-
na wyłączenie wyświetlania w czasie wejściach rejestr�w szeregowych nia. Pierwsze, zewn�trzne, powodo-
pomiaru cz�stotliwości. Zaowocuje to znajdują si� rezystory pull-up, tak wane przez opadające zbocze napi�-
migotaniem przy pomiarze przebie- aby mołna było wyświetlacz podłą- cia na wejściu INT0, uływane jest
g�w o niskiej cz�stotliwości. Jednak czyĘ do dowolnego z port�w mikro- do zwi�kszania wartości licznika.
tam, gdzie mikrokontroler nie jest kontrolera. Drugie - wewn�trzne, generowane
zbyt mocno obciąłony i gdzie nie Wyświetlacz do sterowania wyma- cyklicznie - pochodzące od Timera
ma ścisłych zalełności czasowych - ga trzech linii - jednej danych 1, przepisuje stan bufora display do
śmiało mołesz tego układu ułyĘ. i dw�ch zegarowych. Ja wykorzysta- rejestr�w wyświetlacza.
Z powodzeniem na przykład stosuj� łem P1.1, P1.2 i P1.3 Oczywiście, Program rozpoczyna si� od dekla-
go w układzie termometru cyfrowego, zmieniając program, mołesz ułyĘ do- racji. Linia danych wyświetlacza za-
mimo r�łnic pogląd�w na temat za- wolnych innych. R�wnieł wykonując deklarowana zostaje jako P1^0, linia
wieszania transmisji z DS1820 na drobne modyfikacje w programie, zegara szeregowego jako P1^1, linia
czas obsługi przerwa� - nie mam mołna podłączyĘ do 8 wyświetlaczy zegara wyjściowego rejestru latch ja-
z tym kłopotu w mojej aplikacji. LED o wsp�lnej anodzie. W skr�cie ko P1^2. Opr�cz tego inicjujemy
Do konstrukcji wyświetlacza uły- funkcjonowanie wyświetlacza wyglą- zmienną typu unsigned int zawiera-
łem rejestr�w przesuwających da nast�pująco: dane za pomocą jącą zliczane impulsy oraz stałą ty-
74HCT595. Zrobiłem tak z dw�ch po- opadającego zbocza sygnału zegaro- pu char z zawartością inicjującą re-
wod�w. Po pierwsze, cena tych wego podawanego na wyprowadzenie jestr TH1 Timera 1. Stała ta to po-
układ�w jest bardzo niska, a obcią- 11 (SRCLK) wpisywane są z wejścia średnio cz�stotliwośĘ, z jaką wywo-
łalnośĘ ich wyjśĘ w stanie niskim szeregowego na wyprowadzeniu 14 ływane jest przerwanie obsługujące
jest wystarczająca do zasilania typo- (SER) do wewn�trznego rejestru. wyświetlacz LED. Dalej znajduje si�
wego wyświetlacza LED. Po drugie Mikrokontroler przesyła pełne słowo uporządkowana w kolejności rosnącej
zaś, układ nie wyprowadza informa- 16-bitowe tak, aby działały oba ukła- (od 0 do 9) tablica określająca wy-
cji na wyjścia do momentu pojawie- dy rejestr�w. Nast�pnie, po wpisa- gląd wyświetlanego znaku (patterns),
nia si� osobnego impulsu zegarowe- niu 16 bit�w, na wyprowadzenie 12 tablica z kodami kolejności załącza-
go, kt�ry ją tam przepisze. Nie ma (RCLK) podawany jest impuls zega- nia cyfr (digits) oraz tablica - bufor
Elektronika Praktyczna 9/2002
93
K U R S
Rys. 1
wyświetlacza w RAM (display). Jak zrobione w celu unikni�cia migotania wygaszeniu cyfry. Tak dzieje si� ał
łatwo zauwałyĘ, dwie pierwsze wyświetlacza. P��niej, wska�nikowi do momentu napotkania wzorca r�ł-
umieszczone są w obszarze pami�ci TDisplay przypisywane jest wskaza- nego od wzorca �0�. W�wczas to in-
ROM mikrokontrolera (słowo kluczo- nie na ostatni element bufora wy- strukcja break (spotkaliśmy ją w kon-
we code) i mają przypisane wartości. świetlacza. Od niego to rozpocznie strukcjach warunku switch) przerywa
Trzecia znajduje si� w obszarze si� translacja na kody LED. Przebie- działanie p�tli for. Po zako�czeniu
RAM. Jest ona odwzorowaniem sta- ga ona według nast�pującego sche- p�tli załączane jest wyświetlanie -
nu wyświetlacza, abstrahując od nu- matu: do wartości wska�nika TPat- odpowiada mu zezwolenie na przyj-
meru wyświetlanej aktualnie cyfry. terns dodaj reszt� z dzielenia argu- mowanie przerwa� Timera 1.
Kałda z tablic ma przypisany właś- mentu przez 10, a nast�pnie skopiuj Dalej napotkamy procedury ob-
ciwy jej wska�nik, czyli zmienną, wskazywaną w wyniku działania sta- sługi przerwa�. Wyr�łnia je słowo
kt�ra b�dzie wskazywaĘ na element łą typu char z tablicy patterns pod kluczowe interrupt umieszczone
tablicy. W momencie zadeklarowania, adres wskazywany przez TDisplay. w nagł�wku funkcji. Funkcja Incre-
kałdy wska�nik ustawiany jest na Podziel liczb� przez 10, przesu� mentCounter obsługuje przerwanie
pierwszy element tablicy. Wyrałenie wskazanie na nast�pną pozycj� w bu- zewn�trzne INT0. W zasadzie nie ro-
Wska�nik = &Tablica powoduje przy- forze wyświetlacza i powt�rz opera- bi nic za wyjątkiem zwi�kszenia
pisanie zmiennej Wska�nik adresu, cj� dla nast�pnej cyfry. I tak 6 razy stanu zmiennej counter i wywołania
pod kt�rym umieszczona jest Tabli- - dla kałdej z cyfr LED. funkcji Translate. Druga z nich to
ca. Wska�niki to fantastyczne narz�- Jako swego rodzaju rozszerzenie procedura obsługi przerwania Time-
dzie j�zyka C! funkcjonalności, umieszczono wyga- ra 1 - DisplaySend, zajmująca si�
Funkcja Translate zamienia argu- szanie zer nieznaczących na począt- konstrukcją i przesłaniem słowa do
ment x, kt�rym jest dwubajtowa ku cyfry. P�tla - rozpoczynając od wyświetlacza LED. Przyjrzyjmy si�
liczba całkowita bez znaku, na od- początku bufora - sprawdza znak dokładniej stosowanym w niej meto-
powiadającą tej liczbie zawartośĘ bu- znajdujący si� pod wskazanym przez dom.
fora display. Jednym słowem, zamie- wska�nik bufora wyświetlacza adre- Timer 1 pracuje w trybie 16-bito-
nia liczb� na odpowiadający jej wy- sem (TDisplay) i por�wnuje go ze wym. Przerwanie zgłaszane jest przez
gląd wyświetlacza LED. Metoda jest znakiem na początku tablicy digits, timer w momencie przepełnienia, to
bardzo prosta, chociał zapis począt- to znaczy wzorcem �0�. Jeśli są to znaczy zmiany stanu z 0xFFFF na
kowo mołe si� wydaĘ niezrozumia- te same znaki, kod �0� w buforze 0x0000. W�wczas to wywoływana
ły. Po wywołaniu funkcji wyłączane wyświetlacza zostaje zamieniony na jest procedura obsługi przerwania.
są przerwania Timera 1. Zostało to 0xFF, co odpowiada całkowitemu Cykl odliczania rozpoczyna si� na
Elektronika Praktyczna 9/2002
94
K U R S
nowo od wartości 0 do 0xFFFF. Jeś-
List. 1.
li nie zdecydujemy inaczej, to od te-
//===============================================
go momentu do nast�pnego przerwa-
// (C) Easy Soft 01/2002
nia upłynie czas 65536 cykli maszy-
// Raisonance RC-51, version 6.4.16
nowych (to jest 1/12 cz�stotliwości //===============================================
oscylatora). W przypadku mojego mo-
// rezonator 7,3728MHz
delu byłby to czas około 100 mili-
sekund - z całą pewnością byłby on
#include
powodem migotania cyfr, poniewał
jest zbyt długi. Mołna czas do wy- //definicje linii sterujących wyświetaniem
sbit dataline = P1^0;
wołania przerwania skr�ciĘ, ustawia-
sbit shiftline = P1^1;
jąc na połądaną wartośĘ najpierw
sbit latchline = P1^2;
młodszy a p��niej starszy bajt time-
ra. Poniewał nie zaleły mi na bar- //licznik impulsów
int counter = 0;
dzo dokładnym odmierzaniu czasu,
zdecydowałem si� na ustawienie (od-
//wartość rejestru timera TH1, TL1 nie jest modyfikowane liczy zawsze od 0
świełenie) tylko starszego bajtu.
const char interval = 0xF8;
Dalej zwi�kszane są wartości
wska�nik�w TDisplay (wskazanie na
/* tutaj wzorce cyfr
cyfr� w buforze wyświetlacza) oraz
d5
TDigits, to znaczy wska�nik do tab-
======
licy z kodami załączenia cyfr. Oba te
d1 | | d6
wska�niki zmieniane są synchronicz- | d0 |
======
nie co oznacza, łe przesuni�cie si�
d7 | | d4
na nast�pną cyfr� musi powodowaĘ
| |
r�wnieł zmian� kodu załączenia wy-
======
świetlacza.
d2 */
Warunek if (TDisplay == 0) słu-
char code patterns[10] = { 0x09,0xAF,0x1A,0x8A,0xAC,0xC8,0x48,0x8F,0x08,0x88 };
ły do zbadania, czy napotkano znak
//przecinek = d3, wyłączenie cyfry = 0xFF
ko�ca bufora w RAM. Jeśli tak, to
char *TPatterns = &patterns;
wska�niki są ustawiane ponownie na
początek wskazywanych tablic.
//tutaj kolejność załączania
Jako łe kod załączenia musimy
char code digits[6] = { 0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF };
wysłaĘ jako pierwszy, na początek
char *TDigits = &digits;
zmiennej x przypisywana jest war-
tośĘ kodu załączenia cyfry. P��niej
przesuwana jest ona w lewo o 8 po- //bufor wyświetlacza w RAM
char data display[7];
zycji, a nast�pnie sumowany jest
char data *TDisplay = &display;
z nią wzorzec znaku do wyświetle-
nia z bufora display. To są wszyst-
kie operacje, kt�re muszą byĘ wyko- //zamiana zmiennej x na zawartość bufora do wyświetlenia
void Translate(unsigned int x)
nane w celu poprawnej budowy sło-
{
wa do sterowania wyświetlaczem.
char temp;
Teraz docieramy do p�tli for, kt�ra
ET1 = 0; //wyłączenie na czas translacji wyświetlania
ma za zadanie wysłanie wszystkich
//(migotanie LED)
TDisplay = &display + 5; //zaczynamy translację od najmłodszej cyfry
16 bit�w słowa do wyświetlacza.
for (temp=0; temp<6; temp++)
Znajdująca si� wewnątrz p�tli
{
operacja przesuwania w lewo zmien-
*TDisplay = *(TPatterns + x % 10); //adres wzorca + (reszta z dzielenia
nej x ma na celu przeniesienie po-
//przez 10)
jedynczego bitu słowa do flagi C, TDisplay-;
x /= 10;
kt�ra to w nast�pnym poleceniu (da-
}
taline = CY) wpływa na stan bitu
TDisplay += 1; //po poprzedniej pętli TDisplay jest o 1 za małe
portu - wyjścia danych. Impuls ze-
for (temp=0; temp<5; temp++) //wygaszenie zer nieznaczących od pozycji 1..5
garowy, zmiana stanu shiftline z wy- {
if (*TDisplay == *TPatterns) *TDisplay = 0xFF; else break;
sokiego na niski, ko�czy proces wy-
//jeśli napotkamy znak różny od 0,to koniec
słania bitu. P�tla for powtarza ope-
TDisplay++;
racj� 16 razy, dla wszystkich bit�w
}
zmiennej. Transmisj� ko�czy przepi-
ET1 = 1; //załączenie wyświetlania
sanie danych z wewn�trznego rejest- }
ru do rejestru wyjściowego poprzez
zmian� stanu linii latchline. I to jest
//procedura obsługi przerwania INT0
koniec obsługi przerwania Timera 1.
//zwiększanie licznika impulsów
Program gł�wny main() zawiera
void IncrementCounter(void) interrupt 0
tylko proste ustawienia mikrokontro- {
counter++; //zwiększenie licznika impulsów
lera oraz, na samym początku, zapi-
Translate(counter); //zamiana counter na liczby do wyświetlenia
sanie znaku ko�ca bufora wyświetla-
}
cza. Ustawiane są:
Elektronika Praktyczna 9/2002
95
K U R S
List. 1. (ciąg dalszy)
//procedura obsługi przerwania od timer a 1
//wysłanie zmiennej 2-bajtowej do wyświetlacza - 1 znak z bufora display
void DisplaySend(void) interrupt 3
{
char temp;
unsigned int x;
TH1 = interval; //odświeżenie zawartości timera 1
TDisplay++; //następna pozycja do wyświetlenia
TDigits++;
if (*TDisplay == 0) //jeśli osiągnięto koniec bufora,
{ //to wróć do początku
TDisplay = &display;
TDigits = &digits;
}
x = *TDigits; //x przyjmuje wartość liczby do wysłania
x <<= 8; //składa się ona z bajtu wzorca cyfry
//i bajtu kolejności załączenia
x |= *TDisplay;
for (temp = 0; temp<16; temp++) //wysłanie cyfry poprzez przypisanie flagi C
//do wyjścia danych
{
x <<= 1;
dataline = CY;
shiftline = 1; //impuls na wyjściu zegara przesuwającego
shiftline = 0;
}
latchline = 1; //przepisanie danych do wyjść rejestrów
latchline = 0;
}
//program główny
void main(void)
{
*(TDisplay + 6) = 0x00; //tutaj kod końca danych
Translate(counter); //wyświetlenia 0.
TMOD = 0x11; //oba timery jako 16 bitowe, kontrolowane
//wewnętrznie
TH1 = interval; //przerwanie wywoływane z częstotliw.około 75Hz
ET1 = 1; //zezwolenie na przerwanie od timer a 1
TR1 = 1; //uruchomienie timer a 1
IT0 = 1; //opadające zbocze na INT0 wyzwala przerwanie
EX0 = 1; //załączenie przerwania INT0
EA = 1; //zezwolenie na przyjmowanie przerwań
while (1); //oczekiwanie na przerwania
}
- rejestr TMOD na wartośĘ 0x11, to wi�kszego problemu. Mołna uływaĘ
znaczy oba Timery jako 16-bitowe, pewnych dr�g na skr�ty. I co na to
a impulsy pobierane są z wewn�t- wszyscy twierdzący, łe programy na-
rznego zegara, pisane w j�zykach wysokiego poziomu
- ustawiany jest starszy bajt licznika zajmują duło pami�ci? Oczywiście,
Timera 1, mołesz teł powiedzieĘ, łe jestem
- włączane są przerwania. kiepskim programistą...
Program gł�wny ko�czy p�tla Na koniec mam jeszcze małą su-
while(1), w kt�rej mikrokontroler gesti�. A mołe by tak dołołyĘ prostą
oczekuje na impulsy przychodzące procedur� komunikacji, chociałby przez
na INT0 oraz zajmuje si� obsługą port RS232, i nawet bez translacji po-
wyświetlania. ziom�w napi�Ę zbudowaĘ alternatyw�
Pewnym zaskoczeniem był dla dla układ�w sterownik�w wyświetlaczy
mnie drobny fakt napotkany podczas LED, kt�rych cena detaliczna jest - le-
testowania programu. Jego pierwowzo- kko m�wiąc - przerałająca? Mołna by
rem był identycznie funkcjonujący było wykorzystaĘ tani mikrokontroler,
program w j�zyku asembler. Faktycz- na przykład AT89C2051. A mołe AVR?
nie nie przejmowałem si� mocno je- W�wczas nie potrzeba rezonatora
go optymalizacją, ale gdy napisałem kwarcowego. Myśl�, łe wraz z cyfra-
program w C, mina mi zrzedła. Pro- mi b�dzie on ta�szy nił jeden układ
gramy - mniej wi�cej r�wnowałne sterownika LED.
w funkcjach - ten napisany w asemb- Jacek Bogusz, AVT
lerze zajmował 169 bajt�w, a ten na- jacek.bogusz@ep.com.pl
pisany w C - 119 bajt�w. Stało si�
tak chyba z jednego powodu. Po pier-
Dodatkowe informacje
wsze, w asemblerze dosyĘ trudno pi-
Ewaluacyjną wersję pakietu firmy Raisonance
sze si� programy operujące na adre-
prezentowanego w artykule zamieSciliSmy na
sach. Takie programy są po prostu
CD-EP8/2002B.
mało czytelne. W C nie ma z tym
Elektronika Praktyczna 9/2002
96

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
5 try 4?stract
podrecznik 4
baza 4
car cross com4
Thom?80553904765 oeb?4 r1
WL?4 L11 diag wir
e4
inf stos) 4
Z4
file4518
zagadki 4

więcej podobnych podstron