Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лабы / Lab_moto / 5.doc
Скачиваний:
12
Добавлен:
16.04.2013
Размер:
229.38 Кб
Скачать

1. Работа с таймером мс68нс705с8.

Как уже было рассмотрено выше, таймер может генерировать прерывания по трем событиям:

· переполнение счетчика таймера (прерывание TOI);

· обнаружение на входе TCAP заданного сигнала (прерывание ICI);

· совпадение значения счетчика таймера с содержимым регистра OCR (прерывание OCI);

Проиллюстрируем использование прерываний простой программой, которая по переполнению таймера складывает содержимое портов А и В и выводит результат в порт В. Напомним, что информация в порт A поступает с переключателей, а при выводе в порт B информация отображается на светодиодах.

Основная программа:

300 LDA #$FF Программируем

302 STA $05 порт В на вывод.

304 CLR $01 Очищаем порт В.

306 LDA #$20 Разрешаем прерывания

308 STA $12 по переполнению таймера.

30А WAIT Разрешаем прерывания и

30В BRA 30A ждем переполнения таймера.

Подпрограмма обработки прерывания:

800 LDA $01 Складываем содержимое

802 ADD $0 портов А и В.

804 STA $01 Сохраняем результат в порте В.

806 LDA $13 Сбрасываем флаг

808 LDA $19 переполнения таймера.

80А RTI Возврат из подпрограммы.

В ячейку памяти $1FF8, где располагается вектор прерывания TOI, запишем адрес подпрограммы обработки прерывания по преполнению таймера ($0800) и предусмотрим возможность по нажатию кнопки USER RESET начинать счет сначала, для чего по адресу $1FFE (вектор RESET) занесем число $0300. Ниже приводятся некоторые пояснения к программе.

В ячейке $12 располагается регистр управления таймером (TCR), пятый бит которого является флагом разрешения прерываний по переполнению таймера. Записывая туда единицу командами с адресами $306 и $308, мы разрешаем соответствующее прерывание.

При переполнении таймера устанавливается флаг TOF в регистре статуса таймера (TSR), расположенном по адресу $13. Этот флаг необходимо сбросить в подпрограмме обработки прерывания, так как в противном случае, после выхода из нее по команде RTI, прерывания будут разрешены, а установленный флаг TOF приведет к генерации нового прерывания. Чтобы его сбросить, необходимо обратиться сначала к TSR, а затем к младшему байту регистра счетчика таймера (адрес $19). Это делают команды, находящиеся по адресам $806 и $808.

Поскольку по адресу $0 находится регистр данных порта А, к которому подключены переключатели, то команда сложения по адресу $802 использует в качестве своих аргументов содержимое порта В, скопированное в аккумулятор, и значение, считанное с переключателей в порт А.

Запустите программу с адреса $300. На светодиодах начнут отображаться постоянно увеличивающиеся числа (если, конечно, на переключателях установлен не 0). Изменяя положение переключателей, убедитесь в правильной работе программы.

При нажатии на USER RESET программа начнет считать сначала, так как управление при этом переходит по адресу $300.

Выйти из программы можно, нажав кнопку MASTER RESET.

Теперь рассмотрим следующий тип прерываний от таймера - прерывание ICI, генерируемое функцией Input Capture. Работа функции основана на обработке сигнала, поступающего на вход TCAP микроконтроллера. Фиксация срабатывает при обнаружении на входе фронта или спада сигнала, в зависимости от состояния бита IEDG в управляющем регистре таймера TCR. При IЕDG=0 прерывания происходят по переднему фронту сигнала (переход с уровня логического "0" на уровень логической "1" ). При IEDG=1, прерывания обнаруживаются по заднему фронту сигнала на входе TCAP микроконтроллера. В момент срабатывания Input Capture устанавливается флаг ICF, содержимое счетчика таймера переписывается в регистр ICR и, кроме того, если установлен флаг ICIE в регистре TCR, то генерируется прерывание ICI, Такой механизм позволяет измерять временные параметры сигнала на входе TCAP. Для формирования этого сигнала к входу TCAP подключена кнопка IC, установленная на дополнительной плате.

В качестве иллюстрации вышесказанного, приведем пример программы, измеряющей длительность нажатия на кнопку IC. Время нажатия определяется путем подсчета переполнений таймера.

Основная программа :

300 LDA #$FF Переключаем порт В

302 STA $05 на вывод.

304 CLR $01 Гасим светодиоды.

306 LDA #$80 Разрешаем прерывания IC по

308 STA $12 переднему фронту сигнала.

30A WAIT Ожидание нажатия на кнопку IC.

30B LDA #$A2 Разрешаем прерывания TOI и IC

30D STA $12 по заднему фронту сигнала.

30F CLRA Очистка счетчика переполнений.

310 WAIT Ожидание переполнения или нажатия на IC.

311 BRCLR 7,$1,$317 Если светодиоды не горят (поступило прерывание IC), то переход,

314 INCA иначе увеличение счетчика переполнений.

315 BRA $310 Возврат к ожиданию.

317 STA $1 Вывод результата на светодиоды.

319 BRA $319 Бесконечный цикл.

Подпрограмма обработки прерывания :

800 BRCLR 7,$13,$805 Если прерывание по переполнению, то переход

803 COM $01 иначе инвертирование светодиодов.

805 LDA $15 Очистка флагов

807 LDA $19 TOF и ICF.

809 RTI Возврат из подпрограммы.

По адресам $300-$308 находятся команды, производящии начальную установку, после чего программа переходит в режим ожидания нажатия на IC. После нажатия на кнопку IC, запускается счетчик переполнения таймера (команды по адресам $30F-$315) Работа счетчика прекращается в момент отпускания кнопки IC ( команда $311 ), после чего значение счетчика (регистр А) выводится на светодиоды. При любом из двух прерываний от таймера ( по IC и по переполнению ), вызывается подпрограмма обработки прерывания по адресу $800, которая очищает флаги прерываний в регистре статуса таймера и, в случае обработки прерывания IC, инвертирует содержимое светодиодов.

Поставте точку останова по адресу $319, запишите адрес подпрограммы обработки прерывания ( $0800 ) по адресу $1FF8 и запустите программу. Светодиоды должны погаснуть . После этого нажмите на кнопку IC и удерживайте ее несколько секунд. При этом светодиоды должны гореть. После отпускания кнопки на светодиодах появится результат-содержимое регистра А.

Как уже было сказано выше, время нажатия на кнопку IC измеряется в переполнениях таймера. Так как период тактовых импульсов таймера 2 мкс. (частота тактирования 500 кГц), то переполнения таймера происходят каждые 2*65536=131072 мкс., то есть, чтобы полученный вами результат перевести в реальное время, нужно содержимое регистра А умножить на 0,131 с. Однако при таком методе измерения длительности возникает погрешность измерения, не превышающая ±0,131 с., что вполне приемлемо для измерения интервалов времени порядка нескольких секунд. Если же измеряемое время невелико (сравнимо с 0,1 с.), то требуется более точный метод измерения времени, в котором необходимо учитывать не только количество переполнений, но и содержимое таймера в момент начала и окончания измерения временного интервала. При этом удобно использовать то, что при нажатии на кнопку IC содержимое счетчика таймера переписывается в регистр ICR. В качестве примера приведена программа, которая позволяет измерить быстроту реакции человека.

Правила работы с программой следующие: после запуска программы необходимо дождаться зажигания светодиодов и затем, как можно быстрее нажать на кнопку IC. После этого на светодиодах и в регистре А появится время реакции примерно в сотых долях секунды.

Основная программа :

300 LDA #$FF Переключаем порт В

302 STA $05 на вывод.

304 CLR $01 Гасим светодиоды.

306 LDA #$A0 Разрешаем прерывания по переполнению

308 STA $12 таймера и нажатию на кнопку IC.

39A LDA $13 Сбрасываем

30C LDA $19 флаг TOF.

30E AND #$1F Формируем случайное число

310 ADD #$10 в диапазоне $10..$2F.

312 WAIT Случайная задержка на время от 2 до 3 секунд

313 BRSET 7,$1,$326 с проверкой на фальшстарт.

316 DECA

317 BNE $312

319 COM $01 Зажигаем светодиоды.

31B CLRA Очищаем счетчик количества переполнений.

31C WAIT Ждем прерывания от таймера.

31D SEI Запрещаем прерывания.

31E BRCLR 7,$1,$32A Если светодиоды не горят, то переходим к

преобразованию результатов.

321 INCA Иначе увеличиваем счетчик переполнений таймера.

322 CMP #$F Если этот счетчик не переполнился,

324 BNE $31C то возврат на WAIT.

326 LDA #$FF Иначе выход по

328 BRA $338 переполнению счетчика.

32A LSLA Сдвиг

32B LSLA аккумулятора

32C LSLA на четыре

32D LSLA разряда влево.

32E LDX $14 Загрузка старшего байта регистра ICR

в регистр X для обработки.

330 LSRX Сдвиг содержимого

331 LSRX регистра X

332 LSRX на четыре

333 LSRX разряда вправо.

334 STX $01 Сложение содержимого

336 ADD $01 регистров A и X и запись

338 STA $01 результата в порт B.

33A BRA $33A Бесконечный цикл.

Подпрограмма обработки прерывания :

800 BRCLR 7,$13,$805 Если поступило прерывание от кнопки IC,

803 COM $01 то инвертировать состояние светодиодов.

805 LDA $19 Сбрасываем флаги

807 LDA $15 TOF и ICF.

809 RTI Возврат из подпрограммы.

Пояснения к программе:

1. Случайное число, которое было сформировано командами, стоящими по адресам $30C-$310, используется далее для организации случайной задержки командами с адресам $312-$317

2. В программе предусмотрена обработка ситуации, когда кнопку IC нажали раньше времени (команда по адресу $314). В этом случае в аккумулятор командами с адресами $326 и $328 заносится число #$FF, что символизирует фальшстарт.

3. Частота тактирования таймера 500 кГц (тактовая частота ОЭВМ, деленная на 4), то есть период тактовых импульсов таймера 2 мкс. Так как мы подаем сигнал к старту (зажигаем светодиоды) сразу после переполнения таймера, то при нажатии на кнопку IC в регистрах $14 и $15 будет содержаться время реакции. Однако, такой способ пригоден лишь для измерения интервалов времени, не превышающих время переполнения таймера (0,131 с.). Для измерения более длинных интервалов времени в программе предусмотрен счетчик переполнений таймера в регистре А, от которого используется только младшая тетрада. Это дает возможность увеличить максимальное время ожидания до 0,131*16=2,097 с. Таким образом, младшая тетрада регистра А и два байта регистра данных IC образуют 20-ти битный счетчик. Мы от него используем только старшие 8 бит.

4. Задачей команд, расположенных по адресам $32А-$336, является преобразование двухбайтного кода, хранящегося в регистрах А и Х, в однобайтовый так, чтобы старшая тетрада регистра Х стала младшей тетрадой результата, а младшая тетрада регистра А стала старшей тетрадой результата.

5. Подпрограмма обработки прерывания, расположенная с адреса $800, проверяет тип вызвавшего ее прерывания. Если была нажата кнопка IC, то информация на светодиодах инвертируется. Помимо этого сбрасываются флаги TOF и ICF.

Установите точку останова по адресу $33A и запишите адрес подпрограммы обработки прерывания в ячейки $1FF8 и $1FF9. Запустите программу с адреса $300 и убедитесь в правильности ее работы.

Теперь рассмотрим последний тип прерываний от таймера - прерывание OCI, генерируемое функцией Output Compare. Напомним, что эта функция срабатывает при совпадении содержимого счетчика таймера со значением в регистре OCR. При этом устанавливается флаг OCF, значение бита OLVL регистра TCR выводится на выход TCMP и, кроме того, если установлен флаг OCIE в регистре TCR, то генерируется прерывание OCI. Для отображения состояния вывода TCMP на дополнительной плате установлен светодиод OC.

В качестве примера использования прерывания OC рассмотрим программу, которая управляет яркостью светодиода OC в зависимости от состояния переключателей порта A. Изменение яркости основано на регулировании скважности сигнала, подаваемого на светодиод. Напомним, что скважностью называется отношение периода сигнала к длительности импульса. Регулирование скважности производится с переключателей.

Основная программа :

300 CLR $04 Программируем порт А на ввод.

302 LDA #$40 Разрешаем прерывания

304 STA $12 по ОС.

306 WAIT Ожидаем

307 BRA $306 прерывания.

Подпрограмма обработки прерывания :

800 LDA $0 Читаем информацию с переключателей.

802 AND #$1F Маскируем три старших бита.

804 BRCLR 0,$12,$80A Если OLVL=0, то переход на $80A.

807 NEGA Вычисляем дополнение

808 ADD #$1F содержимого порта А до $1F.

80A INCA

80B ADD $16 Добавляем

80D STA $16 приращение в

80F LDA $13 регистр ОСR

811 LDA $17 и сбрасываем

813 STA $17 флаг OCF.

815 LDA $12 Инвертируем

817 EOR #$01 OLVL

819 STA $12 в TCR.

81B RTI Возврат из подпрограммы.

Как видно, действия по регулированию яркости сосредоточены, в основном, в подпрограмме обработки прерывания OC. Разберем их более подробно.

- из порта А читается число N<32 (выполняется командами по адресам $800 и $802);

- светодиод зажигается на (N+1)*256 и гасится на (32-N)*256 тактов таймера (командами с адресами $804-$813).

Чтобы отличить, какое из двух чисел N*256 или (32-N)*256 использовать в качестве приращения в регистре ОС предусмотрены команды с адресами $804-$808.

Команды по адресам $815-$819 инвертируют состояние бита OLVL и, тем самым, задают состояние светодиода (горит или не горит ) при следующем вызове подпрограммы.

Следует отметить необходимость команды INCA по адресу $80A. Если бы ее не было, то для вычисления приращение OCR использовалось бы число в диапазоне 0-31 ( а не 1-32 ). В случае, когда на переключателях установлен 0, приращение OCR также равно 0, и за время выполнения команд $80F-$81B таймер успеет превысить значение, хранящееся в регистре данных ОС. Это приведет к тому, что следующее прерывание наступит более, чем через 60000 тактов, что составляет около 0,1 с., в то время, как нам необходимо было получить задержку, близкую к 0.

Теперь запишите адрес подпрограммы обработки прерывания ($0800) по адресу $1FF8 и запустите программу с адреса $300.

Убедитесь в том, что программа работает правильно. Затем замените команду $80A INCA на NOP и проверьте справедливость сказанного выше об этой команде.

2. COP-таймер.

СОР-таймер обычно используется в ситуациях, когда необходима защита от сбоев в работе микроконтроллера, возникающих по каким-либо причинам. Назначение СОР-таймера - генерировать сигнал сброса микроконтроллера через определенный промежуток времени (он задается в регисре $1E). В случае правильной работы, программа должна периодически сбрасывать СОР-таймер, тогда отсчет времени начинается сначала. Если же в работе программы возник сбой, то через некоторое время COP-таймер сработает, и после сброса управление снова будет передано программе пользователя. Для сброса СОР-таймера необходимо записать в рагистр $1D сначала $55, затем $AA.

В качестве примера рассмотрим программу, которая мигает светодиодами и каждые 0,5с посылает в регистр $1D два числа: то, что записано в порте А (то есть выставлено на переключателях), и дополнительное к нему. Таким образом, если на переключателях поставить число $55, то программа будет автоматически сбрасывать СОР-таймер. В любом другом случае произойдет сброс микроконтроллера.

Основной блок :

300 LDA #$FF Программируем

STA $5 порт B на вывод.

CLR $4 Программируем

порт A на ввод.

CLR $1 Гасим светодиоды.

LDA $7 Устанавливаем время

STA $1E сброса в 1с.

30C CLRA Организуем

30D CLRX задержку

30E DECX примерно

30F BNE $30E на

311 DECA 0,5с.

312 BNE $30D

314 LDA $1 Инвертируем

316 EOR #$C0 состояние

318 STA $1 светодиодов.

31А JSR $400 Вызываем подпрограмму сброса СОР-таймера.

31D BRA $30C Возврат на задержку.

Подпрограмма сброса СОР-таймера :

400 LDA $0 Читаем порт А.

STA $1D Посылаем данные в $1D.

COMA Вычисляем дополнение.

STA $1D Снова посылаем данные в $1D.

RTS Возврат из подпрограммы.

Подпрограмма обработки прерывания RESET :

800 LDA $1E

802 LDX $1E

804 NOP

По адресам $30C..$31D находится программа мигания светодиодами. С адреса $400 расположена подпрограмма сброса СОР-таймера.

Поставьте точку останова по адресу $804, запишите $800 по адресу $1FFE (вектор прерывания RESET) и запустите программу.

Если на переключателях установлено не $55, то примерно через секунду программа закончит свою работу. При этом пятый бит регистра $1E установится в 1, что говорит о инициировании сброса аппаратурой СОР-таймера.

Установите на переключателях $55 и снова запустите программу. Должны замигать светодиоды. Если изменить положение переключателей на короткое время (менее 1с), то все останется по прежнему, и программа продолжит свою работу. Но стоит задержать переключатель в другом положении на более длительный промежуток времени (более 1с), как произойдет вызов подпрограммы по адресу $800. Значит, СОР-таймером было инициировано прерывание RESET. Содержимое регистра А, скопированное из $1E командой $800 LDA $1E, подтверждает это.

Контрольные вопросы и задания.

Соседние файлы в папке Lab_moto