|
|
|
Начало |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скопировать порт |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
в NewPort |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Настройка портовой |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
с наложением маски |
||||||
|
|
|
линии на вывод |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Да |
3 |
OldPort>0 и |
|
|
NewPort=0 |
4 |
|
Нет |
Инверсия P0.7 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
OldPort=NewPort |
|
Рисунок 3.3.1 – Алгоритм программы опроса дискретного датчика
3. Проверить одновременное выполнение условий 
и 
(раздел 2.2.12 и пример 1). Выполнение условий говорит о том,
что кнопка сейчас нажата, а во время предыдущей проверки была отпущена.
4.Если условие выполнено, инвертировать логический уровень на портовой линии P0.7.
5.После проверки требуется сохранить переменную NewPort в OldPort, чтобы на следующей итерации с ней сравнивать состояние порта.
3.3.4 Отладка
Дадим некоторые рекомендации по поиску ошибок.
1.Установить точку останова непосредственно после команды чтения порта, убедиться, что 14-ый бит NewPort равен единице, когда кнопка отпущена, а когда нажата — NewPort равен нулю.
2.Установить точку останова на команде инверсии портовой линии. Запустить программу и убедиться, что остановка происходит при нажатии на кнопку P0.14. Если остановка происходит, ошибку снова следует искать в команде настройки портовой линии на вывод, либо в самой команде инверсии. Если точка останова не достигается, значит, ошибка в проверке условия. Рекомендуется воспользоваться окном Watch для просмотра содержимого переменных и прибегнуть к пошаговой трассировке программы.
3.Если состояние портовой линии меняется и при нажатии, и при отпускании кнопки. Проверить команду блока (5).
3.4 Опрос состояния механических контактов с подавлением дребезга
3.4.1 Задание
Разработать программу, выполняющую инверсию логического сигнала на линии P0.7 при нажатии кнопки, подключенной к линии P0.14. Схемы подключения кнопки и светодиода показаны на рисунках 3.4.1, 3.4.2 Дополнительно требуется обеспечить программное подавление дребезга контактов кнопки.
166
Рисунок 3.4.1 – Схема |
Рисунок 3.4.2 – Схема подключения |
подключения кнопки |
трехцветного светодиода |
3.4.2 Общие рекомендации
Внашем случае замкнутые контакты кнопки дают уровень логического нуля. На рисунке 3.4.3 показаны осциллограммы напряжения на портовой линии при размыкании кнопки.
Вмомент времени 
мс отчетливо виден всплеск, пересекающий уровень логического нуля, за которым следует провал напряжения. Такие колебания происходят до того, как контакт надежно разомкнется и напряжение установится на уровне примерно 3,3 В. Из приведенной осциллограммы следует, что надежное размыкание контактов занимает более миллисекунды. Причем, для кнопок и переключателей других конструкций это время может быть больше.
Простейший способ опроса дискретных датчиков, рассмотренный в предыдущей работе, не применяется для механических контактов из-за его чувствительности к дребезгу. Программа выполняет опрос порта достаточно часто, чтобы распознать колебания напряжения как повторное замыкание.
Рисунок 3.4.3 – Осциллограмма напряжения на контактах кнопки при размыкании
167
Броски напряжения, вызванные дребезгом, устраняются включением конденсатора небольшой емкости параллельно контактам. Существует также надежное программное решение, которое будет рассмотрено далее.
Идея состоит в том, чтобы, распознав однажды нажатие кнопки прекратить опрос на 10–50 мс. Этого времени вполне достаточно, чтобы контакты надежно замкнулись или разомкнулись, но слишком мало, чтобы пропустить действительное нажатие кнопки.
Предлагается сформировать интервал времени для блокировки клавиатуры с помощью таймера. Использование механизма прерываний здесь излишне; проще организовать периодический опрос флага совпадения таймера с пороговым значением.
Алгоритм решения поставленной задачи показан на рисунке 3.5.4.
|
Начало |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
5 |
|
Да |
||
|
|
|
|
|||||
1 |
|
|
|
Совпадение |
|
|
||
|
|
|
||||||
|
Настройка портовых |
|
|
|
6 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
линий на вывод |
|
|
Нет |
Скопировать порт |
|||
|
|
|
|
|
|
в NewPort |
||
2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
с наложением маски |
|||
|
Настройка таймера: |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
вкл. сброс, остановку, |
|
|
|
|
|
|||
|
запрос прерывания |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
7 |
|
Да |
||
3 |
|
|
|
OldPort≠NewPort |
|
|
||
|
|
|
||||||
|
Задание порогового |
|
|
|
8 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
значения для таймера |
|
|
Нет |
Сброс запроса |
||||
|
|
|
|
|
|
прерывания |
||
4 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Запуск таймера |
|
|
|
9 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Запуск таймера |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обработка реакций |
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
OldPort = NewPort |
|
Рисунок 3.4.4 – Алгоритм опроса кнопки или датчика с механическими контактами с подавлением дребезга
Блоки 1–4 относятся к настройке и будут рассмотрены в инструкции к составлению программы.
1. Интервал времени для блокировки клавиатуры формируется с помощью таймера. Об окончание интервала времени сигнализирует флаг запроса прерывания, устанавливаемый автоматически аппаратурой МК при совпадении таймера TCx с пороговым значением TxMRx. Блокировка опроса кнопок обеспечивается условием 5. Через несколько миллисекунд после запуска таймера блоком 4 флаг будет установлен и условие 5 станет истинно. Выполнится ветка «Да», что приведет к чтению порта и копированию его содержимого в переменную NewPort (блок 6). Здесь с помощью маскирования считываются только те биты, к которым подключены кнопки. В данном случае требуется чтение только одного бита. Остальные биты остаются нулевы-
168
ми. Заметим, что после установки флага обновление содержимого порта в NewPort осуществляется периодически в каждой итерации главного цикла.
2.Условие 7 предназначено для распознавания изменения в состоянии кнопок. Заметим, что это условие проверяется независимо от флага совпадения таймера, но пока NewPort не обновляется (блок 6), условие 7 всегда ложно.
3.Если состояние порта изменилось (контакты кнопок замкнулись или разомкнулись), выполняются блоки 8–11. Сброс флага совпадения приведет к тому, что при следующей проверке условие 5 будет ложно. Таким образом, при любом изменении клавиатура окажется заблокирована снова. Запуск таймера гарантирует автоматическую установку флага совпадения через несколько миллисекунд и разблокирование клавиатуры. Блок 10 содержит ряд следующих одно за другим условий проверки каждого бита переменной NewPort и выполнения требуемых действий.
4.Обновление переменной OldPort (блок 11) приведет к тому, что при следующей проверке условие 7 окажется ложным. Повторной реакции на нажатие кнопки не произойдет. Прежде чем блоки 8–11 будут выполняться снова состояние кнопок должно измениться, причем не ранее чем через несколько миллисекунд.
3.4.3 Алгоритм программы
Потребуется объявить переменные NewPort и OldPort типа int.
1.Настроить поровую линию P0.7 на вывод путем записи управляющего кода в регистр IO0DIR0 (см. раздел 1.10.1).
2.Настроить схему совпадения одного из таймеров МК через регистр TxMCR (раздел 1.13.4). Включить остановку таймера, сброс в ноль, формирование запроса прерывания. Может быть выбран любой из двух таймеров произвольно. Также произвольно выбирается номер устройства совпадения (0–3). Однако для определенности далее будем считать, что используется таймер 0 и устройство совпадения 0.
3.Рассчитать пороговое значение для таймера по формуле (1.13.3) так, чтобы интервал времени, отводимый для прекращения дребезга контактов, был от 10 до 50 мс. Напомним, чему равны тактовые частоты, необходимые для расчета.
МГц.
4. Дать команду запуска таймера путем записи в регистр T0TCR. Блоки 1–4 относятся к настройке узлов микроконтроллера и должны
выполняться лишь однажды при сбросе. Блоки ниже помещаются в тело «вечного» цикла.
while (1)
{
...
}
5. Записать команду проверки флага совпадения таймера. Анализировать содержимое регистра 
с наложением маски.
169