мпт лаб 3

Лабораторна робота № 3 Створення програмної затримки часу за допомогою циклів

Мета роботи: засвоїти метод створення затримок часу з використанням вкладених циклів

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Алгоритми управління і контролю, як правило, потребують використання затримок часу. Для цього мікроконтролерів використовують два способи:

1)програмну затримку за рахунок багатократного повторення команд з використанням вкладених циклів;

2)використання таймерів, вбудованих у мікросхему контролера.

При програмній затримці команди у вкладеному (внутрішньому) циклі повторюються стільки разів, скільки передбачено в його лічильнику. За цей час лічильник зовнішнього циклу змінюється тільки на одиницю. Тому для оцінки загального часу затримки треба множити час виконання внутрішнього циклу на число, занесене у лічильник зовнішнього циклу. У пропонованій нижче програмі для затримки часу використовується три цикли, вкладених один в інший.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

1.Увійти у середовище MPLAB, обравши на робочому столі червоно-синю піктограму MPLAB

.

2.Створити новий проєкт, обравши з меню Project – Project Wizard – Далее. У вікні, що з'являється, вибрати мікросхему (Device) PIC16F877 – Далее – Далее. У пункті Create New Project File натиснути Browse – обрати папку D:\1Work і ввести ім'я проєкту, наприклад, 326.mcp, де 3 – номер лабораторної роботи, 2 – номер групи, 6 – номер студента за списком. Натиснути Далее – Далее – Готово.

3.Створити текстовий файл з тим же іменем і розширенням .asm. Для цього обрати мишкою меню File – Add New File to Project. Після появи з цим ім’ям задати вказане ім'я файлу (наприклад, 326.asm) і натиснути Save - Зберегти. У вікні .mcw (наприклад, 326.mcw) з’явиться ім’я створеного файлу.

4.Ввести текст програми на асемблері сімейства контролерів РІС16.

;****************************************************** ;ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 3 ;Почергове включення світлодіодів

;******************************************************

LIST P=16F877

#INCLUDE "P16F877.INC"

;наступну директиву __CONFIG набрати в одному рядку, ;закінчуючи словом _LVP_OFF

__CONFIG _WDT_OFF & _BODEN_OFF & _XT_OSC & _LVP_OFF & _DEBUG_ON

1

;п/п затримки часу

;далі при оформленні написати коментар самостійно! ;У ньому вказати дію команд

5.Записати програму на диск (File – Save).

6.Виконати компіляцію програми Project – Make (F10 або відповідна піктограма) – Absolute. Після цього на екрані з'являється вікно результатів компіляції (Output).

7.Якщо з'явились повідомлення про помилки (Error), слід, ознайомившись з поясненням змісту помилки, двічі без паузи натиснути мишкою на цей рядок вікна Output. MPLAB зробить активним той рядок у тексті програми, де, ймовірно, зроблено помилку. Треба її виправити, далі так само й інші помилки. Потім повернутись до п. 7, поки не буде видано повідомлення "BUILD SUCCEEDED" ("Компіляція успішна"). При цьому створюється файл з тим же ім'ям і розширенням .hex. Закрити вікно Output.

8.Обрати режим симуляції: Debugger – Select Tool – MPLAB SYM.

9.Створити вікно спостереження (View – Watch). Занести до нього регістри PORTD, HI, MID, LO. Для цього у вікні Watch натиснути ліву чорну стрілку, обрати зі списку PORTD і натиснути кнопку Add SFR. У тому ж вікні натиснути праву стрілку та по-черзі обрати регістри LO, MID, HI, після кожного вибору натискати кнопку Add Symbol.

10.Встановити у програмі точки зупинки на командах:

call SEC, goto LOOP, goto SEC3, goto SEC2, goto SEC1.

Для цього на рядках цих команд зробити мишкою подвійний клік.

11.Задати частоту тактового генератора: Debugger – Settings – у закладці Osc / Trace позначити частоту 3,6864 MHz – Ok (така частота у лабораторного мікроконтролера).

12.Зробити скидання (F6) і пуск програми (F9). Виконання зупиниться на команді call SEC. Далі буде здійснено виклик підпрограми затримки часу. Щоб визначити цей час, слід вивести на екран вікно віртуального секундоміра (Debugger – StopWatch) і обнулити його (Zero). Записати в табл. 3.1 вміст регістрів PORTD, HI, MID, LO та секундоміру Stopwatch з графи Time у мікросекундах. У подальшому виконувати програму до чергової точки зупинки (F9) і заповнювати рядки таблиці після кожної зупинки.

13.Наближено розрахувати час виконання підпрограми затримки. Наприклад, для варіанта COD = 1:

Частота тактового генератора f = 3.6864 МГц.

Період тактового сигналу Тп = 1 / Тп = 1 / 3.6864 МГц = 0,27127 мкс. Час виконання команд без переходів і пропусків становить 4 такти

Тк = 4·0,27127 мкс = 1,085 мкс.

Команди з переходами виконуються вдвічі довше (2,170 мкс).

2

Зняти точку зупинки з команди goto SEC3 (зняття здійснюється так само, як і її встановлення) та продовжити виконання програми (F9)

14.З таблиці визначити час Tpc у момент першої зміни стану PORTD. Вважаючи точним час перемикання світлодіодів порта В за віртуальним секундоміром комп'ютера Трс, обчислити відносну похибку для розрахункового часу затримки Тз:

=11%

15.Приєднати програматор PICkit2 або PICkit3 до входу USB комп'ютера (до плати мікроконтролера він теж має бути приєднаний). Увімкнути живлення демоплати. У середовищі MPLAB обрати Debugger–Select Tool–PICkit 2 (або PICkit 3 – залежно від розташованого на робочому місці програматора). Якщо з'являється віконце з інформацією про небезпеку, що може статись, коли мікроконтролер розрахований на живлення 3,3 В, обрати OK. Прошити мікроконтролер,

натиснувши піктограму або в меню Debugger–Program. З комп'ютера виконати старт програми мікроконтролера або F9.

16.Візуально визначити час Твіз перемикання сусідніх світлодіодів, визначивши час значної кількості перемикань та поділивши цей час на їх кількість. Обчислити відносну похибку

3

17.Твіз=0.08

18.Похибка = 0,028 = 2,8%

=2,8%

ЗМІСТ ЗВІТУ Звіт має містити: назву та мету лабораторної роботи, скорочений порядок виконання

лабораторної роботи, блок-схему алгоритму, програму з коментарем, перелік імен регістрів спеціального призначення, що використовуються у досліджуваній програмі, формат та опис дії кожного виду команд, що вперше зустрічаються у дослідженій програмі мікроконтролера, таблицю та результати розрахунків, відповіді на контрольні запитання.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1.Як створюються затримки часу?

2.Як виконуються команди call k і return?

3.Як створити звичайний цикл?

4.Як скласти вкладені цикли?

5.Як встановити точку зупинки на заданій команді?

6.Як у середовищі MРLAB можна визначати точний час виконання програми або її фрагментів?

7.Які недоліки програмної затримки часу?

4