|
p align="left">Рис. 3.5 - регистр текущего значения счетчика TCNT0 TIMSK - данный регистр служит для установки и сброса флагов разрешения работы прерываний таймеров. |
7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | | OCIE2 | TOIE2 | TICIE1 | OCIE1A | OCIE1B | TOIE1 | OCIE0 | TOIE0 | | R/W | R/W | R/W | R/W | R/W | R/W | R/W | R/W | | |
Рис. 3.6 - регистр масок прерываний таймеров TOIE1 - разрешение прерывания по переполнению таймера/счетчика 0 OCIE1A - разрешение прерывания по совпадению таймера/счетчика 1 TIFR - данный регистр содержит флаги прерываний таймеров |
7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | | OCF2 | TOV2 | ICF1 | OCF1A | OCF1B | TOV1 | OCF0 | TOV0 | | R/W | R/W | R/W | R/W | R/W | R/W | R/W | R/W | | |
Рис. 3.7 - регистр флагов прерываний таймеров. TOV1 - флаг переполнения таймера/счетчика 0. 1 - произошло переполнение OCF1A - флаг выхода совпадения 1А. 1 - произошло совпадение значения таймера/счетчика 1 и данных в регистре OCR1A. 3.2.2 Инициализация таймера/счетчика1 16-разрядный таймер/счетчик может получать импульсы тактовой частоты - СК с предварительного делителя (СК/8, СК/64, СК/8256, СК/1024), импульсы с внешнего вывода или быть остановлен соответствующими установками регистра TCCR1B. Флаги состояния таймера (переполнения, совпадения и захвата) и управляющие сигналы находятся в регистре TIFR. Разрешение и запрещение прерываний от таймера управляется регистром TIMSK. Таймер/счетчик1 поддерживает функцию совпадения, используя регистр совпадения OCR1A в качестве источника для сравнения с содержимым счетчика. Функция совпадения поддерживает очистку счетчика по совпадению. TCNT1 - данный регистр служит для загрузки и считывания показаний счетчика/таймера. |
15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | | MSB | | | | | | | | | | | | | | | | LSB | | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | | |
Рис. 3.8 - регистр текущего значения счетчика TCNT1 TCCR1B - регистр управления таймером/счетчиком1 |
7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | | ICNC1 | ICES1 | - | WGM13 | WGM2 | CS12 | CS11 | CS10 | | R/W | R/W | R/W | R/W | R/W | R/W | R/W | R/W | | |
Рис. 3.9 - Регистр управления таймером/счетчиком1 TCCR1B Биты 2, 1, 0 - выбор коэффициента деления предварительного делителя. |
CS02 | CS01 | CS00 | Значение | | 0 | 0 | 0 | Стоп | | 0 | 0 | 1 | СК | | 0 | 1 | 0 | СК/8 | | 0 | 1 | 1 | СК/64 | | 1 | 0 | 0 | СК/256 | | 1 | 0 | 1 | СК/1024 | | 1 | 1 | 0 | Вн. Сигнал Т1, нар. фронт | | 1 | 1 | 1 | Вн. Сигнал Т1, спад. фронт | | |
Рис. 3.10-Выбор коэффициента деления предварительного делителя. Инициализация таймера/счетчика1 происходит только при вызове функции Time wate (), которая устанавливается делитель частоты на 1024, путем записи значения PrescalerTmr1= 5 в регистр TCCR1B. OCR1A - регистр совпадения А таймера/счетчика1. В этом регистре хранятся данные, которые непрерывно сравниваются с текущим значением таймера/счетчика1. Действие по совпадению задается регистрами управления таймером/счетчиком1 и регистром состояния. |
15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | | MSB | | | | | | | | | | | | | | | | LSB | | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | | |
Рис. 3.11 - регистр совпадения А таймера/счетчика1 OCR1A Рассчитаем значение, которое необходимо занести в OCR1A для сравнения с содержимым таймера/счетчика1. Количество тактовых импульсов, которые приходят на таймер/счетчик1 за 1 секунду, рассчитывается по формуле: , где К - значение делителя частоты f - значение частоты генератора Выбираем значение делителя частоты 1024, т.к. это максимально возможный коэффициент деления/задержки. Частота генератора задается путем подключения кварцевого резонатора к соответствующим выводам контроллера. В данном случае был выбран кварц на 7, 3728*106 Гц. Т.к. необходима выдержка в 5 секунд то: 7200*5=36000 Т.к. прерывание по совпадению таймера/счетчика1 происходит только на следующий такт после совпадения, необходимо от значения 36000 вычесть 1. Это значение присваивается переменной comp_t1=35999, которая заносится в OCR1A. void Time_wate(void) {#asm("cli") TCCR1B = PrescalerTmr1; OCR1A = comp_t1; #asm("sei") while (Tmr1Flag == 0) } 3.3 Процедура обработки нажатия кнопки Пуск Процедура обработки нажатия кнопки Пуск, вызывается при переполнении таймера/счетчика0. Использование таймера для проверки состояния порта через заданные интервалы времени является некоторой защитой от импульсных помех. Еще более повысить устойчивость приема сигнала от датчика импульсов в условиях помех можно за счет использования мажоритарного элемента. Если известно текущее состояние входного сигнала и два его предшествующих состояния, то значение сигнала определяется по следующему принципу: |
OldOldPortSignal | OldPortSignal | NewPortSignal | RealSignal | Comment | | 0 | 0 | 0 | 0 | НОЛЬ! | | 0 | 0 | 1 | 0 | Кажется, ноль | | 0 | 1 | 0 | 0 | Кажется, ноль | | 0 | 1 | 1 | 1 | Кажется, единица | | 1 | 0 | 0 | 0 | Кажется, ноль | | 1 | 0 | 1 | 1 | Кажется, единица | | 1 | 1 | 0 | 1 | Кажется, единица | | 1 | 1 | 1 | 1 | ЕДИНИЦА! | | |
void CheckButton (void) { unsigned char b; static char OldPortSignal; static char OldOldPortSignal; NewPortSignal = PINC&1; //select PC0 - START_button b = PINC&7; //select PC1,PC2 - bunker sensors if((NewPortSignal != OldPortSignal) & (NewPortSignal != 0)) // Positive front found { RealSignal = (NewPortSignal ^ OldPortSignal) ^ OldOldPortSignal; OldOldPortSignal = OldPortSignal; OldPortSignal = RealSignal; if(b) //bunker CLOSED! { PORTA=0x01; //PA0 - transporter ON! Time_wate(); //wate 5 sec! Tmr1Flag = 0; PORTA=0x03; //PA0&PA1 - bunker OPEN! } } } 3.4 Процедура индикации Выводит на на 4х разрядный 7-ми сегментный индикатор количество совершенных отгрузок. Индикатор подключен к порту В микроконтроллера. Управление разрядами индикатора осуществляется через порт D. В процедуре используются 3 функции. Первая Bin2BCD_4Digit выполняет преобразование числа отгрузок, представленных в двоичном виде, в BCD число и поразрядно заносит его в массив BufBCD: void Bin2BCD_4Digit (unsigned int data) { unsigned char i; for(i=0;i<4;i++) { BufBCD[i] = data % 10; data /= 10; } Вторая функция Bin2Seg_4Digit преобразовывает полученное BCD число в семисегментный эквивалент (путем вызова функции Bin2Seg) и заносит результаты в массив BufSeg. Семисегментные эквиваленты представлены в виде заранее определенных значений #define Dig0 SegA + SegB + SegC + SegD + SegE + SegF + 0 #define Dig1 0 + SegB + SegC + 0 + 0 + 0 + 0 #define Dig2 SegA + SegB + 0 + SegD + SegE + 0 + SegG #define Dig3 SegA + SegB + SegC + SegD + 0 + 0 + SegG #define Dig4 0 + SegB + SegC + 0 + 0 + SegF + SegG #define Dig5 SegA + 0 + SegC + SegD + 0 + SegF + SegG #define Dig6 SegA + 0 + SegC + SegD + SegE + SegF + SegG #define Dig7 SegA + SegB + SegC + 0 + 0 + 0 + 0 #define Dig8 SegA + SegB + SegC + SegD + SegE + SegF + SegG #define Dig9 SegA + SegB + SegC + SegD + 0 + SegF + SegG #define DigMinus 0 + 0 + 0 + 0 + SegЕ + 0 + 0 unsigned char Bin2Seg (unsigned char data) { switch(data) { case 0: return Dig0; case 1: return Dig1; case 2: return Dig2; case 3: return Dig3; case 4: return Dig4; case 5: return Dig5; case 6: return Dig6; case 7: return Dig7; case 8: return Dig8; default: return Dig9; } } //== Convert 4 digits from BinBuf[] into SegBuf[] ========== void Bin2Seg_4Digit (void) { unsigned char i; for(i=0;i<4;i++) { BufSeg[3-i] = Bin2Seg(BufBCD[i]); } Третья функция выполняет собственно индикацию, выводя через порт В полученный семисегментный эквивалент числа отгрузок. void Ind (void) { unsigned char i; for(i=0;i<4;i++) { PositionPort = AllDigitsOFF; SymbolPort = BufSeg(i); PositionPort = DigitNmb(i) } 4. Листинг программы Файл ind.h //== Include files ================================= #include <mega16.h> #define PortBMask 0xFF //== Common declarations ============================ #define SymbolPort PORTB #define SegA 1 // aa #define SegB 2 // f b #define SegC 4 // f b #define SegD 8 // gg #define SegE 16 // e c #define SegF 32 // e c #define SegG 64 // dd #define Dig0 SegA + SegB + SegC + SegD + SegE + SegF + 0 #define Dig1 0 + SegB + SegC + 0 + 0 + 0 + 0 #define Dig2 SegA + SegB + 0 + SegD + SegE + 0 + SegG #define Dig3 SegA + SegB + SegC + SegD + 0 + 0 + SegG #define Dig4 0 + SegB + SegC + 0 + 0 + SegF + SegG #define Dig5 SegA + 0 + SegC + SegD + 0 + SegF + SegG #define Dig6 SegA + 0 + SegC + SegD + SegE + SegF + SegG #define Dig7 SegA + SegB + SegC + 0 + 0 + 0 + 0 #define Dig8 SegA + SegB + SegC + SegD + SegE + SegF + SegG #define Dig9 SegA + SegB + SegC + SegD + 0 + SegF + SegG #define DigMinus SegA + SegB + SegC + SegD + 0 + SegF + SegG #define PositionPort PORTD #define Position0 0 #define Position1 1 #define Position2 2 #define Position3 3 #define AllDigitsOFF 4 #define DigitNmb = [254, 253, 251, 247] //== Global Variables ========================= unsigned char BufSeg[4]; unsigned char BufBCD[4]; void Bin2BCD_4Digit (unsigned int data); //== Convert binary char into 7 Segment Code ============= unsigned char Bin2Seg (unsigned char data) { switch(data) { case 0: return Dig0; case 1: return Dig1; case 2: return Dig2; case 3: return Dig3; case 4: return Dig4; case 5: return Dig5; case 6: return Dig6; case 7: return Dig7; case 8: return Dig8; default: return Dig9; } } //== Convert 4 digits from BinBuf[] into SegBuf[] ============ void Bin2Seg_4Digit (void) { unsigned char i; for(i=0;i<4;i++) { BufSeg[3-i] = Bin2Seg(BufBCD[i]); } } //== Convert int value into 4 Digits of SegBuf[] ============== void Bin2BCD_4Digit (unsigned int data) { unsigned char i; for(i=0;i<4;i++) { BufBCD[i] = data % 10; data /= 10; } } //== Show the next Digit ================ void Ind (void) { unsigned char i; for(i=0;i<4;i++) { PositionPort = AllDigitsOFF; SymbolPort = BufSeg(i); PositionPort = DigitNmb(i) } } Файл main.c //== Include files ========================= #include <mega16.h> #include <bitsm16.h> #include <ind.h> #include "ctype.h" #include "stdlib.h" //== Common declarations ========================== #define Tmr0_Reload 1; #define PrescalerTmr0 4; // timer0 counts clk/256 #define PrescalerTmr1 5; // timer1 counts clk/1024 #define comp_t1 36000-1; // coBnaDeHie 1ro taimepa //== Global Variables ========================== unsigned char Tmr0Flag; unsigned char Tmr1Flag; unsigned char Tmr0Cnt; unsigned char NewPortSignal; unsigned char RealSignal; unsigned char kol_otg; //== Port Initialisation =================================== void Init(void) DDRA = 0xff; //Port A pins as output PORTA = 0x00; //Send 0xFF to PortA output pins DDRC = 0; //Port C pins as input PORTC = 0xfe; //Turn ON PullUP for PortC pins #asm("cli") TIMSK = (1 << TOIE0) //== Time wate ==================================== void Time_wate(void) { #asm("cli") TCCR1B = PrescalerTmr1; OCR1A = comp_t1; #asm("sei") while (Tmr1Flag == 0) {} } //== CheckButton ==================================== void CheckButton (void) { unsigned char b; static char OldPortSignal; static char OldOldPortSignal; NewPortSignal = PINC&1; //select PC0 - START_button b = PINC&7; //select PC1,PC2 - bunker sensors if((NewPortSignal != OldPortSignal) & (NewPortSignal != 0)) // Positive front found {RealSignal = (NewPortSignal ^ OldPortSignal) ^ OldOldPortSignal; OldOldPortSignal = OldPortSignal; OldPortSignal = RealSignal; if(b) //bunker CLOSED! { PORTA=0x01; //PA0 - transporter ON! Time_wate(); //wate 5 sec! Tmr1Flag = 0; PORTA=0x03; //PA0&PA1 - bunker OPEN! } } } //== Main Procedure ===================== void main(void) { Init(); while(1) { unsigned char c; if (Tmr0Flag) { Tmr0Flag=0; Tmr0Cnt++; if(Tmr0Cnt>10) { Tmr0Cnt=0; CheckButton(); } } c = PINC&4; //select PC3 - overflow signal from WE2108 if(c) { PORTA=0x07; //PA2 - bunker CLOSE! Time_wate(); //wate 5 sec! Tmr1Flag = 0; PORTA=0x00; //PA0 - tranporter OFF! } kol_otg++; Bin2BCD_4Digit(kol_otg); Bin2Seg_4Digit(); Ind (); } } //== Interrup vectors =============================== interrupt [TIM0_OVF] void TIMER0_OVF_interrupt(void) { TCNT0=Tmr0_Reload; Tmr0Flag = 1; } interrupt [TIM1_COMPA] void TIMER1_COMP_interrupt(void) { Tmr1Flag = 1; #asm("cli") TCCR1B = 0; #asm("sei") } //==End ========================================= 5. Проектирование печатной платы устройства Для разводки печатной платы была использована программа LayoutPlus пакета OrCad. Данная программа позволяет производить разводку печатных плат, как в автоматическом режиме, так и в ручном. Схему необходимо создавать таким образом, что бы на ней не оставалось ни одного свободного входа/выхода или висячего провода. Необходимо убрать все вспомогательные компоненты схемы (источники тока, напряжения, генераторы и другие), и прописать в свойствах компонентов раздела Footprint тип корпуса. В установках LayoutPlus выставляется количество слоев, ширина дорожек, расстояние между дорожками, между дорожками и контактными площадками, угол поворота дорожек. Затем производится разводка в автоматическом режиме, создается координатная сетка, и проставляются размеры. В результате была получена печатная плата, показанная в приложении Б.. Плата изготавливается из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 - 5 мм. Все отверстия на плате должны быть металлизированы Заключение В данном курсовом проекте была разработана устройство управления системой измерения веса, построенном на микроконтроллере ATmega16 фирмы Atmel. Микроконтроллер принимает сигналы от датчиков веса и управляет ленточным транспортером и бункером, тем самым, обеспечивая автоматическое взвешивание груза дозированными порциями. Для устройства управления в пакете OrCad была разработана печатная плата. Разработанное устройство управления является полностью законченным прибором со всеми необходимыми функциями. Но при желании или необходимости его возможности могут быть расширены. Приложение
Страницы: 1, 2
| 
