Pomimo, iż mikro-kontrolery AVR powoli odchodzą w zapomnienie na rzeczy o wiele szybszych układów ARM oraz coraz większej popularności FPGA postanowiłem pozostawić rozdział odnośnie tych mikro-klocków na swojej stronie, gdyż do prostych celów nadal możemy je śmiało wykorzystywać.
Poniżej przedstawię listę programów (dla systemu Windows) które należy zdobyć aby zacząć naukę programowania mikro-kontrolerów AVR
Ważną czynnością przed rozpoczęciem pisania programu jest skonfigurowanie mikro-kontrolera do pracy z zewnętrznym rezonatorem kwarcowym. Poniższy screen przedstawia jak ustawić bity fuses za pomocą programu PonyProg2000
Na początku programu napisanego w asemblerze należy zawsze umieścić wektory przerwań
| Wektory przerwań |
;----------------------- ;początek segmentu kodu ;----------------------- .cseg ;--------------------------------------------- ;wektory obsługi przerwań ;--------------------------------------------- jmp RESET; skok po Reset .org $00E jmp TIMER1_COMPB; skok do procedury obsługi przerwania timera .org $016 jmp USART_RXC; skok do procedury obsługi przerwania "znak odebrany" .org $1c jmp adc_cc; skok do procedury obsługi przerwania zakończona konwersja A/C |
W instrukcji do kontrolera AVR znajduje się szczegółowy opis przerwań mikro-kontrolera. Ja tutaj umieściłem tylko te przerwania, z których będę korzystał w programie. Wektor przerwań to po prostu określony adres pamięci programu, pod który procek skacze w momencie wystąpienia przerwania. Właśnie w tym miejscu umieszczamy skok do naszej procedury obsługi przerwania. Jeżeli tego nie zrobimy a przerwanie nastąpi to zwyczajnie się procek wysypie. Do określenia, w którym miejscu umieścić skok służy nam dyrektywa .org
Procedurę która odpowiada za inicjację i wykorzystanie rs232 umieściłem w oddzielnym pliku.
| usart.asm |
USARTINIT: clr r16 ;Set baud rate out UBRRH, r16 ldi r16,3 ;Set baud rate out UBRRL, r16 ldi r16, (1<<RXEN)|(1<<TXEN)|(1<<RXCIE);Enable receiver and transmitter, oraz włączenie przerwania dane odebrane out UCSRB,r16 ldi r16, (1<<URSEL)|(3<<UCSZ0) ;Set frame format: 8data, 1stop bit out UCSRC,r16; ret usart_send_B: ;wysyłanie przez odpytywanie sbis UCSRA,UDRE ;jeśli usart gotowy pomin instrukcje skoku i wstaw dane do wyslania rjmp usart_send_B out UDR,r16 ;Put data (r16) into buffer, sends the data ret send_msg: lpm r16,Z+ ;Pobierz bajt z pamięci programu i zwieksza o 1 indeks tst r16 ;Sprawdź czy zero breq msg_end ;Jesli tak to koniec wysyłania rcall usart_send_B ;Jesli bajt nie zerowy to wysli rjmp send_msg ;I skocz do początku programu w celu pobrania kolejnego bajtu msg_end: ret |
W powyższym pliku procedura USARTINIT: odpowiada za inicjację portu szeregowego.
Procedura usart_send_B: odpowiada za wysłanie jednego bajtu. Procedura wysłania odbywa się następująco: program najpierw testuje bit UDRE (czy USART gotowy) jeśli nie to wykonuje się instrukcja skoku do początku procedury i ponowny test. Jeśli warunek testowany jest spełniony wówczas instrukcja skoku będzie pominięta i dana z R16 zostanie umieszczona w buforze UDR.
send_msg: wysyła przez port szeregowy wiadomość tekstową zakończoną zerem. I tak aby skorzystać z tej procedury należy najpierw załadować rejestr Z adresem wiadomości, wiadomość musi być zakończona zerowym bajtem.
| ela:.db "JESTEM Karta ELAP",13,10,"UrzÄ…dzenie...",13,10,0 |
| ldi_16 2*ela,zl,zh ;załadowanie z rejestru Z adresem wiadomości |
| rcall send_msg ;wywołanie procedury wysyłającej |
Bufor fifo (mojego pomysłu) jest zadeklarowany w pamięci SRAM mikro-kontrolera zarówno zapis jak i odczyt odbywają się w sposób pokazany na rysunku (wskaźniki odczytu jak i zapisu działają niezależnie). Jeżeli wskaźnik zapisu lub odczytu osiągnie wartość max to operacja zaczyna się od początku bufora Dodatkowa zmienna, którą zwiększamy o 1 przy zapisie do FIFO a zmniejszamy przy odczycie służy do kontroli zajętości Bufora
Główny blok programu napisany jest w oparciu o gniazda, w którym zawsze wykonuje się jedno. Wybór gniazda dokonujemy przy pomocy zmiennej sterującej Ls. Rejestr "Z" jest załadowany adresem etykiety "skoki:", do której dodana jest wartość LS i wykonywany jest skok do instrukcji oddalonej o LS od etykiety
loop: ldi_16 skoki,zl,zh ;załaduj rejestr Z adresem procedury skoki (makro) add zl,ls ;dodaj wartość LS do rejestru Z clr r16 adc zh,r16 ijmp ;Wykonaj skok do adresu określonego w Z skoki: rjmp loop ;ls=0 rjmp aply_ ;ls=1 rjmp odczyt ;ls=2 rjmp wyjscie2 ;ls=3 rjmp wyjscie1 ;ls=4 rjmp who_is ;ls=5 rjmp pressent ;ls=6 rjmp _tyb_inf ;ls=7 rjmp _number_sample ;ls=8 rjmp _sampl_tim_info ;ls=9 |
Karta miała działać w oparciu o przerwania Timera (Porównanie z rejestrem TCR1B). Rejestr ten jest uaktualniamy podczas konfiguracji i ma wpływ na częstotliwość próbkowania karty. Przerwanie timera to jest ustawione jako źródło wyzwalania Przetwornika AC. Po zakończeniu konwersji uaktywnione jest przerwanie przetwornika, w którego to procedurze obsługi dane z rejestrów przetwornika są przeniesione do bufora umieszczonego w pamięci SRAM mikro-kontrolera.
| Timer1.asm |
Timer1_init: ;inicjacja timera pierwszego 16bit ;timer ma generować przerwania dla porównania z rejestrem OCR1B in r16,sfior ;jeśli sie pojawi to reset preskalera sbr_ r16, psr10 out sfior,r16; ldi r16, (1<<WGM12)|(1<<cs10)|(1<<cs12) ; ustawienie maxymalnej wartości jako OCR1A bit WGM12 - timer wyłączony out TCCR1B, r16; ;ldi r16, (1<<OCF1B) ;out tifr,r16 ldi r16, (1<<OCIE1B) ; włączenie przerwania od porównania z rejestrem OCR1B out TIMSK,r16 ret |
| adc.asm |
; do przetwornika ADC ADC_init: PUSH R16 CLR R16 out Admux, r16 ldi r16, (1<<ADEN)|(1<<ADATE)|(1<<ADIE)|(1<<ADPS2)|(1<<ADPS1) ;ADEN - wÅ‚Ä…czony przetwornik A/C ;ADIE - wÅ‚Ä…czenie generowania przerwania kiedy konwersja zakoñczona ;ADSC - start przetwarzania A/C - bit wymagany równierz w trybie autowyzwalania ;ADATE - wÅ‚Ä…czenie autowyzwalania - źródÅ‚o wyzwalania zdefiniowane w rejestrze SFIOR ;ADPS2,ADPS1 - wybór czÄ™stotliwoÅ›ci taktowania przetwornika u nas = czÄ™stotliwość zegara/64 out ADCSRA,R16 ;teraz ustawimy źródÅ‚o wyzwalania przetwornika jako przerwanie timera1-porównanie; ;ADST2-1, ADST1-0' ADST0-1 Timer/Counter1 Compare Match B in r16,SFIOR ldi tmp2, (1<<ADTS0)|(1<<ADTS2) or r16,tmp2 out SFIOR,r16 POP r16 RET |
Więcej informacji o programie można dostać czytając komentarze w plikach źródłowych
To będzie bardzo prosty programik mający na celu zmierzyć napięcie na potencjometrze i ta tej podstawie wygenerować przebieg PWM o odpowiednim współczynniku wypełnienia. Program składa się z procedury inicjującej przetwornik AC - przetwornik pracuje w trybie wolnego zbierania danych
| adc.asm |
ADC_init: PUSH R16 ;przesunięcie danych w rejestrach przetwornika - zmniejszam rozdzielczość pomiaru do 8 bitów ldi R16, (1<<ADLAR) out Admux, r16 ldi r16, (1<<ADEN)|(1<<ADATE)|(1<<ADIE)|(1<<ADPS2)|(1<<ADPS1)|(1<<ADSC) ;ADEN - włączony przetwornik A/C ;ADIE - włączenie generowania przerwania kiedy konwersja zakończona ;ADSC - start przetwarzania A/C - bit wymagany równierz w trybie autowyzwalania ;ADATE - włączenie autowyzwalania - źródło wyzwalania zdefiniowane w rejestrze SFIOR ;ADPS2,ADPS1 - wybór częstotliwości taktowania przetwornika u nas = częstotliwość zegara/64 ;źródło wyzwalania fre-rouning mode ADTS 0 0 0 out ADCSRA,R16 POP r16 RET |
Procedury inicjujÄ…cej Timer - timer pracuje w trybie PWM
| Timer1.asm |
Timer0_init: ;ustawienie mocy na zero ldi r16, $f0; out OCR0, r16; ;reset preskalera in r16,sfior sbr_ r16, psr10 out sfior,r16; ;konnfiguracja timera jako PWM ldi r16, (1<<WGM00)|(1<<CS02)|(1<<COM01) ; podział czestotliwości na 1024 bity CS oraz ustawienie timera w tryb PWM bit WGM00 out TCCR0, r16; ret |
ustawienie rejestru pwm odbywa się podczas obsługi przerwania przetwornika AC (konwersja zakończona) są to tylko 2 instrukcje asemblera.
in r16,ADCH out OCR0, r16 |
Tutaj przedstawię zdjęcie obrazujące jak nasze urządzenie pomiarowe współpracuje z programem w Labwiev
Design by Sumanasa.com