Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Заочники_ЦБП / ПиНК_Конспект.doc
Скачиваний:
44
Добавлен:
12.03.2016
Размер:
1.98 Mб
Скачать

Тема 8. Формирование временных интервалов таймером

Как правило, в задачах управления необходимо обеспечивать режим реального времени, т.е. за определенный временной цикл контроллер должен обеспечить ввод входных сигналов, обработку и выдачу управляющих сигналов с ИМ.

Для максимальной разгрузки ЦПУ МК содержат таймеры, которые работают независимо от ЦПУ. Количество таймеров в контроллере 2-5.

Пример:

  1. запуск отдельных подзадач алгоритма управления, через требуемые интервалы времени ∆t, называемые метками реального времени;

  2. формирование выходных управляющих сигналов требуемой длительности;

  3. подсчет внешних импульсов, поступающих в контроллер;

  4. формирование сигнала заданной частоты.

Все эти функции может выполнять и ЦПУ, но это приводило бы к его неэффективному использованию в системе. Ниже рассмотрим оба варианта.

Аппаратная реализация таймера. В основе таймера используется счетчик, в который поступают импульсы от генератора.

Счетчик

TF

На рис. показан таймер для формирования временного интервала.

ГТИ - генератор тактовых импульсов;

TF – сигнал завершения формирования временного интервала, продолжительность которого определяется частотой ГТИ и разрядностью счетчика.

Сигнал старт обеспечивает разрешение начала работы счетчика. Если счетчик 8-разрядный, то максимальный интервал при частоте ГТИ в 1МГц равен: TF = 1мкс * 28 = 256 мкс. Если требуется меньшая длительность, то необходимо вначале в счетчик загрузить константу.

Программная реализация таймера. Программное формирование временной задержки может быть реализовано при использовании любого регистра ЦПУ, например R2:

MOV R2, #34 ;загрузка константы

REP: DJNZ R2, REP ;программный цикл таймера

*

Временной интервал определяется как: T= 34* T DJNZ . Таким образом, константа 34 и время выполнения DJNZ R2, REP определяет временной интервал. В этом случае ЦПУ выполняет функцию таймера, так как оно не может выполнять в этот момент другие команды. Рассмотрим пример формирования требуемой длительности импульса 40 мкс при условии, что T DJNZ = 5мкс.

*

MOV R2, #8

SETB P1.3

REP: DJNZ R2, REP

CRL P1.3

*

Тема 9. Обработка прерываний в контроллере

В качестве сигналов прерывания, поступающих в контроллер прерывания, могут быть сигналы, формируемые модулями, входящими в контроллер (модуль таймера, последовательные и параллельные порты, АЦП и др.) и могут быть внешние сигналы, поступающие в контроллер из устройств, подключенных к нему. Первая группа сигналов называется – внутренними прерываниями, а вторая – внешними. Структурная схема контроллера прерываний приведена на рис.

IR0 – IRn-1 - сигналы запросов прерываний, IR0 – имеет высший приоритет;

  • IRR – регистр запросов прерываний. В этом регистре фиксируются поступившие запросы.

После поступления в КП одного или более запросов IR, КП выделяет самый приоритетный из них. Для назначения приоритетных запросов в КП имеется регистр приоритетов (IP).

  • IE – регистр разрешения запросов прерывания. Он позволяет временно запрещать поступление одного или более запросов IR. В некоторых контроллерах такие регистры обозначаются MR – маскирование.

После определения запроса с максимальным приоритетом контроллер прерывания формирует в ЦПУ сигнал прерывания INT. После получения сигнала прерывания INT ЦПУ завершает выполнение текущей команды, прерываемой программы и формирует сигнал подтверждения INTA. После получения INTA КП формирует команду вызова подпрограммы Call ADRi (i = 0… (n-1)). После этого она обрабатывается как обычная команда . Выполнение команды Call ADRi в ЦПУ обеспечит обращение соответствующему адресу памяти программ для вызова подпрограммы обработки запроса прерывания .

В базовом микроконтроллере MCS-51 имеется 5 входов запросов прерывания: два внешних ( INT0, INT1) поступают через линии порта Р3 и три внутренних прерывания: TF0, TF1(от таймеров/счетчиков) и TI/RI – прерывание от последовательного адаптера.

С точки зрения приоритетов все 5 прерываний могут быть распределены только по двум уровням приоритетов (0 – высший приоритет и 1 – низший приоритет).

Имеется внутренняя схема, которая решает, как должны обрабатываться запросы с одним уровнем приоритета, пришедших одновременно:

Ранжирование приоритетов

Hi INT 0

TF 0

INT 1

TF 1

Low TI/RI

Распределение областей РПП под определенные запросы прерываний показано на рис.

В резидентной памяти программ выделено 5 областей для каждого из 5 прерываний, каждая область - 8 байт для вектора прерывания. Таким образом, первые 43 байта программ имеют специальное назначение.

ORG 30H – это 48 ячейка, программу рекомендуется начинать с этого адреса.

Подпрограммы обработки прерывания обязательно завершаются командой RETI, в соответствии с которой в программный счетчик из стека загружается адрес ранее сохраненный командой CALL, сохраненной в стеке, для возврата в прерванную программу. Команда RET также возвращает управление прерванной программе, но не снимает при этом блокировку прерываний.

Рис. Распределение прерываний

Соседние файлы в папке Заочники_ЦБП