4 Разработка программы

В таблице 4.1 перечислены переменные, используемые в программе.

Таблица 4.1 – Переменные, используемые в программе

Имя переменной	Адрес регистра	Назначение переменной
MINE	R16	Регистр единиц минут
MIND	R17	Регистр десятков минут
V	R18	Регистр знакоместа
temp	R19	Временный регистр
SEK	R20	Счетчик секунд
INE	R21	Регистр индикации единиц
IND	R22	Регистр индикации десятков
kdel	константа	62500

После подачи напряжения питания к микроконтроллеру, происходит первичная инициализация микроконтроллера. В регистры ввода-вывода SPH и SPL загружается значение верхнего адреса внутреннего ОЗУ, для того чтобы проинициализировать стек, который в свою очередь будет обеспечивать корректный переход на подпрограмму и возврат из неё.

Затем линии РА0 - РА5 порта А настраиваются на ввод, линия RA7 на вывод загрузкой кода $80 в регистр DDRА. Для обеспечения высокого уровня напряжения на входах PA0 - PA5 при не нажатом состоянии кнопок SB1-SB6 подключаются подтягивающие резисторы PORTA загрузкой кода $3F6.

Линии РС0 – РС1 и РВ0 – РВ6 настраиваются на вывод, установкой в 1 разрядов регистров DDRC и DDR. Обнуляются РОНы ind и ine.

Настройка таймера Т0 начинается с загрузки в OCR0 количества тактов, после которого микроконтроллер вызовет прерывание. Затем загружаем 1 в биты TOIE0 и OCIE0 регистра TIMSK для разрешения прерываний от таймера Т0.

Для того, что бы реализовать динамическую индикацию, необходим таймер для определения времени свечения одного знакоместа.

Рассчитывается такт микроконтроллера

, (4.1)

где – длительность такта микроконтроллера, мкс;

– частота микроконтроллера, МГц.

.

Рассчитывается коэффициент деления для формирования длительности сигнала 4мс:

, (4.2)

где – коэффициент деления;

– время задержки, мкс;

– длительность такта микроконтроллера, мкс.

Восьмиразрядный таймер T0 имеет максимальный коэффициент деления 256, необходимо использовать предварительный делитель. Выбирается коэффициент деления предделителя 64.

Рассчитывается коэффициент деления таймера Т0_.

(4.3)

где – коэффициент деления таймера, т;

– коэффициент деления, т;

– коэффициент деления предделителя.

Так как таймер Т0 будет работать в режиме сравнения, необходимо загрузить число 250 в регистр сравнения OCR0.

Разрешается прерывание таймера Т0 в режиме совпадения CTC, установкой бита OCIE0 в регистр TIMSK. Структура регистра TIMSK приведена в таблице 4.2

Таблица 4.2 – структура регистра TIMSK

Номер бита	Имя	Назначение	Пояснение
0	TOIE0	Прерывание по переполнению	1-разрешено 0-запрешено
1	OCIE0	Прерывание по событию «Совпадение»	1-разрешено 0-запрешено
2	TOIE1	Прерывание по переполнению	1-разрешено 0-запрешено
3	OCIE1B	Прерывание по событию «Совпадение В»	1-разрешено 0-запрешено
4	OCIE1A	Прерывание по событию «Совпадение А»	1-разрешено 0-запрешено
5	TICIE1	Прерывание по событию «Захват»	1-разрешено 0-запрешено
6	TOIE2	Прерывание по переполнению	1-разрешено 0-запрешено
7	OCIE2	Прерывание по событию «Совпадение»	1-разрешено 0-запрешено

После разрешения прерываний от таймера Т0, меняется режим работы на CTC(режим по совпадению), загрузкой в TCCR0 код 00001011. Структура регистра TCCR0 приведена на рисунке 4.1

Рисунок 4.1 – Структура регистра TCCR0

Биты CS02, CS01, CS00 (Clock Select) - определяют источник тактовой частоты для таймера Т0 и задают коэффициент предделителя. Все возможные состояния описаны на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 – Состояния битов CS02 - CS00

Биты WGM10, WGM00 (Wave Generator Mode) - определяют режим работы таймера-счетчика Т0. Их состояния приведены на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3 – Состояния битов WGM10, WGM00

Настройка таймера завершена и остается только установить флаг I в регистре SREG.

После инициализации микроконтроллера начинается опрос кнопок если на линии РA1 появится низкий потенциал, т.е. кнопка SB1 нажата, то в регистры MINE и MIND загрузится количество минут, которое нужно отсчитать(выбирается в зависимости от нажатой кнопки). Загружаем в регистры OCR1AH и OCR1AL количество тактов. Выбираем режим в TCCR1B номер режима и коэффициент деления. После чего таймер начинает работу. Выводим значение MINE и MIND на индикатор. Ждем прерывания от таймера и вычитаем единицу из MINE, выводим новое значение на индикатор. После того, как MINE и MIND станут равными 0, подается звуковой сигнал. И микроконтроллер возвращается к опросу кнопок.

Для формирования таймером Т1 1 секунды будет использоваться режим сброса по совпадению. Расчет значения загружаемого в регистр сравнения OCR1.

Рассчитывается длительность такта микроконтроллера:

, (4.4)

где – длительность такта микроконтроллера, мкс;

– частота микроконтроллера, МГц.

.

Рассчитывается количество тактов микроконтроллера для формирования длительности сигнала 1 секунда:

, (4.5)

где N – количество тактов микроконтроллера;

– время задержки, мкс;

– длительность такта микроконтроллера, мкс;

.

Шестнадцатиразрядный таймер T₁ имеет максимальный коэффициент деления 65536, необходимо использовать предварительный делитель. Выбираем коэффициент деления 64. Рассчитывается частота сигнала на выходе предварительного делителя.

, (4.6)

где – частота сигнала на выходе предделителя, Гц;

– частота микроконтроллера, МГц;

– коэффициент деления предделителя;

.

Рассчитывается период сигнала на выходе предделителя.

, (4.7)

где – длительность такта на выходе предделителя, мкс.

,

Рассчитывается коэффициент деления таймера Т_1.

, (4.8)

.