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

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

на обложку

Пак Дэниэл Дж.

Шрифт:

Рис. 4.46. Колесо велосипеда с датчиком Холла

Читателю предлагается самостоятельно написать программу расчета скорости и преодоленного расстояния, используя следующие подсказки:

• В первую очередь определите связь между одним оборотом колеса и пройденной дистанцией пути. Предположите, что диаметр колеса равен 66,04 см (26 дюймов).

• Произведите инициализацию подсистемы счетчика внешних событий:

a. Подсистема счетчика событий использует вход PT7 для подключения внешнего импульсного сигнала. Для конфигурирования

линии PT7 на ввод установите бит 7 регистра TIOS в 0, также в 0 должны быть установлены биты 6 и 7 регистра PCTL1.

b. Запрограммируйте на выбранный режим регистр управления счетчиком событий PACTL. Определите необходимое состояние каждого бита самостоятельно.

• Считайте под управлением программы текущее состояние счетчика внешних событий, используя регистр PACNT.

• Сформируйте временной интервал, длительность которого должна быть достаточна накопления в счетчике событий нескольких десятков отсчетов. Тогда точность измерения скорости будет приемлемой (несколько единиц %).

• Считайте под управлением программы новое текущее состояние счетчика событий.

• Получите разность кодов и вычислите скорость и пройденное расстояние. Приведенный ниже программный фрагмент поможет Вам выполнить инициализацию подсистемы счетчика событий.

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

/* Функция initialize_PA задает начальные установки подсистемы счетчика событий */

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

void initialize_PA(void) {

TIOS = 0x00; /*конфигурировать вход PT7 для работы */

TCTL1 = 0х00; /*в качестве источника сигналов для счетчика*/

OC7M = 0x00 /*внешних событий – 3 команды*/

TSCR = 0х80; /*разрешить работу всего модуля таймера*/

PACTL = 0х70; /*разрешить работу в режиме счетчика внешних*/

/*событий по положительному фронту сигнала*/

}

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

4.15. Модуль меток реального времени

Многие применения требуют организации выполнения одного и того же фрагмента программы через равные интервалы времени. Для удобства разработчиков МК семейства 68HC12/HCS12 оснащены специальным модулем меток реального времени RTI (Real Time Interrupt), который генерирует равноотстоящие во времени запросы на прерывание (рис. 4.47). Тогда фрагмент программы, которые должен исполняться через равные интервалы времени, может быть оформлен как подпрограмма прерывания по запросу RTI. И желаемый алгоритм функционирования устройства будет реализован.

Рис. 4.47. Временная диаграмма, поясняющая принцип действия модуля меток реального времени, и регистры управления модулем

Модуль меток реального времени RTI использует два регистра специальных функций: регистр управления RTICTL (Real Time Interrupt Control Register) и регистр флагов RTIFLG (Real Time Interrupt Flag Register).

Бит RTIE в регистре управления RTICTL (рис. 4.47) разрешает работу подсистемы меток реального времени. При RTIE = 1 подсистема находится в активном состоянии, при RTIE = 0 работа системы запрещена. Биты RTR2:RTR1:RTR0 определяют период следования меток реального времени. Таблица рис. 4.47 устанавливает соответствие между кодовой

комбинацией битов RTR2:RTR1:RTR0 и временным интервалом между двумя соседними метками модуля RTI. Последний именуют периодом RTI.

Выбор периода генерации меток реального времени

RTR[2:0]	Коэффициент деления 2х	При частоте внутренней системной шины
4 МГц	8 МГц
000	зарезервирован	нет	нет
001	13	2,048 мс	1,024 мс
010	14	4,096 мс	2,048 мс
011	15	8,192 мс	4,096 мс
100	16	16,384 мс	8,192 мс
101	17	32,768 мс	16,384 мс
110	18	65,536 мс	32,768 мс
111	19	131,072 мс	65,536 мс

Рис. 4.48. Блок-схема алгоритма часов реального времени

Регистр флагов RTIFLG (рис. 4.47) содержит всего один флаг RTIF. Этот флаг устанавливается, когда модуль закончил отсчет очередного периода RTI.

Счетчик подсистемы меток реального времени тактируется импульсной последовательностью с частотой fBUS. В модуле меток реального времени эта частота делится. Коэффициент деления, устанавливаемый разрядами RTR2:RTR1:RTR0, можно выбрать по таблице рис. 4.47. Проанализировав данные таблицы, можно установить, что для МК с частотой внутренней шины 8 МГц максимальный период меток реального времени составляет примерно 65 мс.

Пример использования модуля меток реального времени

Ниже приведен исходный текст программы realtime.c для реализации часов реального времени на основе отсчетов модуля RTI с интервалами 8,196 мс. В подпрограмме прерывания программный счетчик накапливает 122 отсчета RTI (рис.4.48), которые составляют временной интервал длительностью 1 с. По прошествии каждой секунды инкрементируется программный счетчик sec_ctr, по прошествии каждой минуты — счетчик mins_ctr и т.д. вплоть до счетчика дней.

При желании функции программы можно расширить, введя подсчет дня недели, месяца и года.

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

/* filename: realtime.c */

/* МAIN PROGRAМ: Эта программа генерирует две импульсных */

/* последовательности с использованием таймера и двух каналов подсистемы */

/* прерывания.Сигналы формируются на выходах 2 и 3 таймера. */