Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С

Пак Дэниэл Дж.

/* Функция measure_wave запоминает два последовательных момента */

/* нарастающего фронта исследуемого сигнала. Значения запоминаются с */

/* использованием глобальных переменных */

/*-------------------------------------------------------------------*/

void measure_wave(void) {

 while((TFLG1 & 0х04) == 0) {

/*ожидать нарастающего фронта*/

;

 }

 rising_1 = TCNT; /*запомнить

код счетчика временной базы*/

/*в переменной rising_1*/

 TFLG1 = 0х04; /*сброс триггера события канала 2*/

 while((TFLG1 & 0х04) == 0) {

/*ожидать нарастающего фронта*/

;

 }

 rising_2 = TCNT; /*запомнить код счетчика временной базы*/

/*в переменной rising_2*/

 TFLG1 = 0х04; /*сброс триггера события канала 2*/

}

/*------------------------------------------------------------------------*/

/* Функция period_freq вычисляет период и частоту исследуемого импульсного*/

/* сигнала и отображает полученные значения на экране */

/*------------------------------------------------------------------------*/

void period_freq(void) {

 unsigned long int new_rising;

 unsigned long int new_falling;

 float frequency;

 float period;

 unsigned int int_period;

 unsigned int int_freq, freq_tenths;

 if(rising_2 < rising_1) /*вычисление периода*/

 {

new_rising = rising_2 + 0xFFFF;

period = ((float)new_rising (float)rising_l)*0.0000005;

 } else {

period = ((float)rising_2 (float)rising_l)*0.0000005;

 }

 frequency = 1.0/period; /*вычисление частоты*/

 int_freq = (int)(frequency/l000.0);

 freq_tenths = (int)((frequency –(float) int_freq*1000)/100.0);

 /*вывод результатов*/

 printf("Frequency = %d.%d kHz \n\n" int_freq, freq_tenths);

 int_period = (int) (1000000*period);

 printf("Period = %d s\n\n", int_period);

 printf{"Period = %f ms\n\n", (period*1000))};

}

/*------------------------------------------------------------------------*/

Приведенная программа выдаст ошибочный результат для сигналов, период которых превышает период переполнения счетчика внешних событий. В одном из домашних заданий в конце данной главы мы попросим Вас изменить исходный текст программы так, чтобы измерение

более «медленных» сигналов также стало возможным. Какие изменения в программу следует внести? Вы должны будете контролировать, сколько раз переполнился счетчик временной базы между двумя соседними событиями в канале входного захвата. Для этого следует организовать программный счетчик, который будет инкрементироваться каждый раз, когда счетчик переполнится. Переполнение счетчика Вы будете фиксировать по установленному флагу TOF. Этот флаг может программно считываться с последующим сбросом, или по флагу могут быть разрешены прерывания. В подпрограмме прерывания будет инкрементироваться программный счетчик. После того, как второй нарастающий фронт зафиксирован, программа должна выполнить вычисления, используя формулу:

Period = 2¹⁶xn + (rising_2 – rising_1)

Рассматриваемая программа имеет также ограничение по измерению сигналов с достаточно высокой частотой. Как узнать максимальную частоту, которая может быть измерена? Для этого следует вспомнить, что в нашем учебном примере частота внутренней шины МК составляет 8 МГц. Вы должны просмотреть ассемблерный код функции измерения частоты measure_wave и определить, сколько машинных тактов необходимо для распознавания установленного в 1 флага события и считывания кода первого события из регистра данных канала. Именно этот интервал является минимальным периодом сигнала, который может быть измерен.

Генерация импульсной последовательности

Для того, чтобы сформировать последовательность импульсов на одном из выходов МК, следует воспользоваться подсистемой выходного сравнения. В данном примере мы рассмотрим технику использования одного из каналов таймера в режиме выходного сравнения для генерации импульсной последовательности с заданной частотой и коэффициентом заполнения. В примере мы будем использовать следующие биты и регистры управления:

• Бит разрешения работы модуля таймера TEN (регистр управления модулем таймера TSCR);

• Бит разрешения прерывания по переполнению счетчика временной базы TOI и биты выбора коэффициента деления программируемого делителя частоты на входе счетчика временной базы PR2:PR1:PR0 (регистр масок таймера TMSK2);

• Бит выбора режима работы канала IOSn (регистр режимов каналов захвата/сравнения TIOS). Если бит IOSn установлен в 1, то канал работает в режиме выходного сравнения. Если бит IOSn равен 0, то канал настроен на режим входного захвата;

• Биты выбора режима работы формирователя уровня канала выходного сравнения OMn:OLn (регистры управления таймером TCTL1 и TCTL2);

• Бит события в канала CnF (регистр флагов таймера TFLG1);

• Бит разрешения прерывания по событию в канале выходного сравнения CnI (регистр масок таймера TMSK1);

• Регистр данных канала TCn, код которого автоматически сравнивается с кодом счетчика временной базы. Момент равенства кодов и является событием выходного сравнения.

В нашем примере мы будем формировать импульсную последовательность, параметры которой определяются числом и годом рождения разработчика. Допустим, Вы родились 19 мая 1977 года. Тогда частота генерируемого сигнала будет равна 519 Гц, коэффициент заполнения будет равен 77%. Для задания численных констант, определяющих частоту и коэффициент заполнения генерируемого импульсного сигнала, проведем следующие несложные расчеты: