15318

Использование таймера в AVR микроконтроллерах

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторная работа №2 Использование таймера в AVR микроконтроллерах Цель работы: написать для микроконтроллера программу с использованием таймеров МК по прерыванию и вывод значений переменной на дисплей на языке программирования С согласно варианта. Прежде чем пр

Русский

2013-06-11

89 KB

10 чел.

Лабораторная работа №2

Использование таймера в AVR микроконтроллерах

Цель работы: написать для микроконтроллера программу с использованием таймеров МК по прерыванию и вывод значений переменной на дисплей на языке программирования С согласно варианта.

Прежде чем приступить к изучению таймера определимся с базовыми понятиями. Например, частота. Простым языком, частота это количество повторений, какого либо действия в секунду. Это значит, что если вы за секунду хлопнете в ладошки 2 раза, то частота хлопков будет равна 2Гц. Если за 2 секунды 2 раза, частота 1Гц.

Далее, каждый микроконтроллер работает на определенной частоте. Поэтому, ему нужен источник данной частоты. Микроконтроллер может тактироваться от внутреннего (собственного) источника и внешнего.

Частота внутреннего источника может изменяться («плавать») из за температуры и т.п., поэтому считается непригодным для для серьезных проектов . Поэтому применяется стабильный источник внешней частоты — кварцевый резонатор (кварц). Один из вариантов исполнения кварцевого резонатора:

Теперь, кое что о таймере. Таймер работает на той же частоте, что и микроконтроллер. Либо на частоте, меньшей в 8/64/256/1024 раз, это называется предделителем.

Допустим, мы выбрали предделитель 1024, частота микроконтроллера 8мГц.

8 000 000 / 1024 = 7813 — это частота, на которой работает наш таймер. По простому говоря, за одну секунду таймер тикнет 7813 раз.

Допустим, нам нужно, чтобы раз в 0,5 секунды выполнялся наш код. За одну секунду 7813 тиков, за пол секунды в 2 раза меньше — 3906. Именно это значение мы должны сравнивать с текущим количеством тиков. Но вот у нас совпали эти 2 значения и что дальше? Для этого существует такая полезная штука как прерывание. Это значит, что при совпадении, ваша текущая программа остановится и начнет выполняться тот код, который мы напишем в прерывании. Как только он будет выполнен, программа продолжит работу с того места, где была прервана. Вот такая полезная штука эти прерывания.

Вот теперь напишем нашу программу. Поэтому создаем проект с помощью мастера проектов. Сразу подключим LCD.

Переходим на вкладку Timers и тут остановимся поподробнее:

Выбираем частоту 7813 и устанавливаем галочку напротив пункта Interrupt on: Compare A Match. Таким образом мы указали, что при совпадении значения выполнять прерывание (то о чем было написано выше). Прерывание будем выполнять 1 раз в секунду, т.е. нам нужно тикнуть 7813 раз, поэтому переводим число 7813 в шестнадцатеричную систему и получим 1e85. Именно его и записываем в регистр сравнения Comp A. Регистр сравнения Comp A 16 битный, поэтому число больше 2^16=65536 мы записать не можем.

Генерим, сохраняем, вычищаем наш код. Появится новый непонятный кусок кода

// Timer 1 output compare A interrupt service routine
interrupt [TIM1_COMPA] void timer1_compa_isr(void)
{

}

Это то самое прерывание. Именно внутри этих скобок мы можем писать тот код, который мы хотели бы выполнять через определенные промежутки времени. У нас это одна секунда. Итак логично создать переменную, которую мы будем увеличивать 1 раз в секунду, т.е. 1 раз за прерывание. Поэтому проинициализируем переменную int s =0; а в прерывании будем ее увеличивать от 0 до 59. Значение переменной выведем на жк дисплей. Никаких хитростей, все очень просто.

Получившийся код.

#include <mega8.h>

 #asm

  .equ __lcd_port=0x18 ;PORTB

#endasm

#include <lcd.h>

 int s = 0; // переменная для хранения секунд

 // Обработка прерываний

interrupt [TIM1_COMPA] void timer1_compa_isr(void)

{

   s++; // увеличиваем переменную каждую секунду

   if(s>59) // обнуляем секунды после 59

    {

      s=0;

    }

 

   TCNT1H=0;

  TCNT1L=0;

 }

  

 void main(void)

 {

 

 TCCR1A=0x00;

 TCCR1B=0x05;

 TCNT1H=0x00;

 TCNT1L=0x00;

 ICR1H=0x00;

 ICR1L=0x00;

 OCR1AH=0x1E;

 OCR1AL=0x85;

   TIMSK=0x10;

   lcd_init(8);

   #asm("sei")

 while (1)

 {

        lcd_gotoxy(0,0);  

       lcd_putchar(s/10+0x30);

        lcd_putchar(s%10+0x30);

     };

}


Варианты заданий

№ Варианта

Порт подключения дисплея

Кол-во знаков

дисплея

Начальное положение курсора на дисплее, x, y

Время прерывания, сек

Микро

контроллер

1

Порт А

24

0,1

0,28

ATmega16

2

Порт D

16

1,2

0,73

ATmega32

3

Порт B

24

1,3

2,02

ATmega64

4

Порт E

16

1,4

1,24

ATmega128

5

Порт B

12

0,2

1,55

ATmega16

6

Порт C

12

1,2

1,34

ATmega32

7

Порт C

20

0,2

1,77

ATmega64

8

Порт D

12

0,1

1,56

ATmega128

9

Порт C

16

0,3

1,22

ATmega16

10

Порт B

20

1,5

1,45

ATmega32

11

Порт D

16

1,6

2,12

ATmega64

12

Порт C

12

0,0

2,47

ATmega128

13

Порт D

20

1,7

0,95

ATmega16

14

Порт А

24

1,9

1,23

ATmega32

15

Порт E

16

1,8

0,77

ATmega64

Отчет должен содержать:

  1.  Схему устройства;
  2.  Код программы с пояснениями.