Анучин А.С. Использование микроконтроллера для управления АД TMS320x24xx в задачах реального времени

Подождите немного. Документ загружается.

обходимую ЦПОП и разрешить ее вызов, записав в регистры масок необхо-

димые значения.

Для того, чтобы предоставить пользователю возможность

переадреса-

ции векторов прерываний

, MON240 не задаёт фиксированных адресов для

подпрограмм обработки прерываний. Вы можете устанавливать эти адреса

самостоятельно в зависимости от специфики Вашей программы. Более того,

MCK240

расшифровывает мультиплицированные аппаратные прерыва-

ния

и обеспечивает раздельное задание векторов перехода для каждого из

32 источников прерываний, поступающих на внутренние входы INT1-INT6

контроллера прерываний.

MON240 резервирует для каждого программного

или аппаратного прерывания соответствующий

адрес в памяти данных (в

ОЗУ), где Вы можете располагать адреса соответствующих процедур обра-

ботки прерываний. В таблицах 3 и 4 приведены адреса в памяти данных, по

которым

Вы должны располагать вектора перехода на процедуры обработ-

ки прерываний. При возникновении прерывания монитор MON240, если не-

обходимо, расшифровывает источник прерывания, считывает адрес процеду-

ры обработки прерывания (вектор) и запускает подпрограмму по соответст-

вующему адресу на выполнение.

Таблица 3.

Области памяти данных для разме-

щения пользовательских векторов

подпрограмм обслуживания аппа-

ратных прерываний

(банк B2 DARAM, DP = 0)

Таблица 4.

Области памяти данных для разме-

щения пользовательских векторов

подпрограмм обслуживания NMI,

TRAP и программных прерываний

(банк B1 DARAM, DP = 7)

Адрес в па-

мяти дан-

ных

Адрес процедуры об-

работки прерывания

для источника

Адрес в па-

мяти данных

Адрес процедуры

обработки

прерывания для

источника

60h RXINT 3E9h INT8

61h TXINT 3EAh INT9

62h XINT1 3EBh INT10

63h XINT2 3ECh INT11

64h XINT3 3EDh INT12

65h SPIINT 3EEh INT13

66h WDTINT/RTIINT 3EFh INT14

67h ADCINT 3F0h INT15

68h CMP1INT 3F1h INT16

69h reserved 3F2h INT20

6Ah CMP2INT 3F3h INT21

6Bh CMP3INT 3F4h INT22

6Ch SCMP1INT 3F5h INT23

6Dh SCMP2INT 3F6h INT24

6Eh SCMP3INT 3F7h INT25

6Fh TPINT1 3F8h INT26

70h TCINT1 3F9h INT27

71h TUFINT1 3FAh INT28

72h TOFINT1 3FBh INT29

73h TPINT2 3FCh INT30

74h TCINT2 3FDh INT31

75h TUFINT2 3Feh TRAP

76h TOFINT2 3FFh NMI

77h TPINT3

78h TCINT3

79h TUFINT3

7Ah TOFINT3

7Bh CAPINT1

7Ch CAPINT2

7Dh CAPINT3

7Eh CAPINT4

7Fh PDPINT

Чтобы правильно выполнить эти операции без нарушения работы ос-

новной программы, монитор MON240 выполняет

частичное сохранение те-

кущего контекста

программы при обработке аппаратных прерываний, то

есть INT1 – INT6 и NMI. При получении запроса прерывания по этим лини-

ям, MON240 использует аккумулятор для расшифровки источника прерыва-

ния (для INT1 – INT6) и считывания из памяти данных вектора перехода на

процедуру обслуживания прерывания. Эта операция требует предваритель-

ного сохранения содержимого статусных регистров и аккумулятора

в стеке,

то есть сохранения текущего контекста. В качестве указателя стека (как и в

предыдущих работах) используется AR1.

Для

программных прерываний подобное запоминание не произво-

дится, так как в этом случае пользователь сам должен выполнить его перед

вызовом прерывания.

Первая таблица прерываний содержит шесть адресов перехода для

прерываний INT1 –INT6. При обслуживании каждого из этих прерываний

вначале осуществляется запоминание

в стеке текущего содержимого ста-

тусных регистров и аккумулятора

. Затем считывается содержимое специ-

ального

регистра вектора прерывания SYSIVR для определения конкрет-

ного источника прерывания. Считанное значение, сдвинутое на один разряд

влево (умножение на 2), используется в качестве смещения для получения

адреса доступа ко

второй таблице прерываний, содержащей процедуры об-

служивания уже для 32 источников прерываний (с номерами от 0 до 31). Для

обслуживания каждого прерывания резервируется

два слова. Только здесь,

после обращения к связанной с каждым источником прерывания ячейке па-

мяти данных, считывается

пользовательский вектор перехода на соответст-

вующую процедуру обслуживания прерывания. Далее монитор

MON240

обеспечивает передачу управления по указанному пользователем вектору.

Пример загрузки вектора пользователя для обработки прерывания по

периоду таймера 2 может выглядеть следующим образом:

; Пример 1

ldp #0

splk #_t2per_ISR, tpint2vec

…

_t2per_ISR:

Внимание!!!

Корректное восстановление сохраненного «Монитором» контекста

программы

выполняется в конце процедуры обслуживания прерывания и

является

задачей пользователя. Как сделать это, показано в примере ниже:

; Пример 2

_t2per_ISR:

…

end_isr: mar *, ar1 ; текущим становится указатель стека

mar *- ; декрементировать указатель

; AR1 указывает на ACCL

lacc *- ; восстановить ACCL из стека

add *-, 16 ; восстановить ACCH из стека

lst #0, *- ; восстановить ST0

lst #1, *- ; восстановить ST1

clrc INTM ; прерывания разрешены

ret ; возврат в фоновую программу

Если процедура обслуживания прерывания использует другие регист-

ры

, то их содержимое необходимо предварительно сохранить в стеке. По-

этому, в начале процедуры обслуживания прерывания,

сохранение данных,

начатое монитором,

должно быть продолжено для всех требуемых регист-

ров. После эти регистры надо восстановить.

Подробную информацию по программированию прерываний можно

посмотреть в методическом пособии «MCK240 руководство пользователя»,

глава 4.

1.4. Программирование встроенного таймера на TMS320x24x

Рассмотрим пример программирования прерывания по периоду встро-

енного таймера 2. Следует отметить, что цель лабораторной работы — полу-

чение навыков программирования прерываний, поэтому программирование

таймера будет затронуто в самом простом варианте и не может рассматри-

ваться как практическое руководство по программированию периферийного

устройства. Для организации счета таймера и соответственно прерывания по

его периоду необходимо:

9 запретить маскируемые прерывания (INTM);

9 сконфигурировать регистры управления таймером 2 (T2PR и T2CON);

9 разрешить прерывание периода таймера 2 в регистре масок прерываний

устройств менеджера событий группы B (EVIMRB);

9 записать в tpint2vec адрес ЦПОП периода таймера 2;

9 разрешить прерывания уровня 3 (INT3 в IMR);

9 разрешить маскируемые прерывания (INTM).

1.4.1. Регистры управления таймером 2

Внимание!!!

В файлах с описанием регистров встроенных периферийных устройств,

поставляемых в комплекте MCK240 в составе программы DSPMot, названия

регистров могут не полностью соответствовать названиям в описаниях на

TMS320x24x (SPRU160A, SPRU161A).

T2PR — регистр периода таймера 2

Значение 3F0h задает период в 50 мкс.

T2CON — регистр управления таймером 2

15 14 13 12 11 10 9 8

Free Soft TMODE2 TMODE1 TMODE0 TPS2 TPS1 TPS0

R/W–0 R/W–0 R/W–0 R/W–0 R/W–0 R/W–0 R/W–0 R/W–0

7 6 5 4 3 2 1 0

TSWT1 TENABLE TCLKS1 TCLKS0 TCLD1 TCLD0 TECMPR SELT1PR

R/W–0 R/W–0 R/W–0 R/W–0 R/W–0 R/W–0 R/W–0 R/W–0

R – read access (доступен для чтения);

W – write access (доступен для записи);

–0 – после RESET устанавливается в логический 0.

Биты 15 – 14 Free, Soft. Биты управления эмуляцией.

00 – останавливаться немедленно при запросах эмулятора

01 – останавливаться в конце периода при запросах эмулятора

10 – не останавливаться при запросах эмулятора

11 – не останавливаться при запросах эмулятора

Биты 13 – 11 TMODE2 – TMODE0. Выбор режима счета.

000 – останов/задержка (с фиксацией счетчика)

001 – единичный счет вверх

010 – зацикленный счет вверх

011 – направленный счет вверх и вниз

100 – единичный счет вверх и вниз

101 – зацикленный счет вверх и вниз

110 – зарезервировано; результат не определен

111 – зарезервировано; результат не определен

Биты 10 – 8 TPS2 – TPS0. Масштаб входной частоты.

000 – x/1 001 – x/2 010 – x/4 011 – x/8

100 – x/16 101 – x/32 110 – x/64 111 – x/128

x – частота CPU clock

Бит 7 TSWT1. Начать счет по биту включения таймера 1 (из

T1CON).

0 – использовать собственный бит включения таймера

1 – использовать бит включения таймера 1

Бит 6 TENABLE. Включение таймера. В режимах с единичным

счетом этот разряд очищается в 0 таймером по окончании пе-

риода счета.

0 – остановить таймер; таймер останавливается, значение

счетчика масштабирования входной частоты сбрасывается

1 – включить таймер

Биты 5 – 4 TCLKS1, TCLKS0. Выбор источника синхронизации тайме-

ра.

00 – внутренний

01 – внешний

10 – перенос от таймера 2 (только для таймера 3, когда таймер

2 и 3 работают в каскадном режиме как 32-разрядный таймер;

зарезервировано для 1 и 2 таймеров); не работает, если

SELT1PR = 1 (результат непредсказуем)

11 – цепь квадратурного импульсного датчика (только для

таймеров 2 и 3; для таймера 1 не работает, результат непред-

сказуем)

Биты 3 – 2 TCLD1, TCLD0. Условие перезагрузки сравнения (активно-

го) таймера.

00 – когда счетчик таймера в 0

01 – когда счетчик 0 или равен значению регистра периода

10 – немедленно

11 – зарезервировано

Бит 1 TECMPR. Включение сравнения для таймера.

0 – выключить операцию сравнения для таймера

1 – включить операцию сравнения для таймера

Бит 0 SELT1PR. Выбор регистра периода. Зарезервировано для

таймера 1.

0 – использовать собственный регистр периода

1 – использовать T1PR как регистр периода, собственный иг-

норировать

1.4.2. Регистр масок прерываний устройств менеджера событий

группы B

Регистр EVIMRB является регистром масок прерываний менеджера со-

бытий и предназначен для маскирования прерываний менеджера событий,

вызванных разными источниками.

15 14 13 12 11 10 9 8

Зарезервировано

7 6 5 4 3 2 1 0

T3OFINT

ENABLE

T3UFINT

ENABLE

T3CINT

ENABLE

T3PINT

ENABLE

T2OFINT

ENABLE

T2UFINT

ENABLE

T2CINT

ENABLE

T2PINT

ENABLE

R/W–0 R/W–0 R/W–0 R/W–0 R/W–0 R/W–0 R/W–0 R/W–0

R – read access (доступен для чтения);

W – write access (доступен для записи);

–0 – после RESET устанавливается в логический 0.

Прерывание запрещено, если соответствующий ему бит сброшен в 0 и

разрешено, если установлен.

1.5. Пример программы работающей по прерыванию периода таймера

Напишем программу, которая будет проверять содержимое 14-ого раз-

ряда программного счетчика и выводить его на светодиодный индикатор.

Один из элементов светодиодного индикатора может быть запрограм-

мирован с помощью вывода XF. Для этого необходимо установить или сбро-

сить флаг XF регистра состояния ST1.

Счетчик будет изменяться не в фоновой программе, а в процедуре об-

служивания прерывания по периоду таймера 2, который будет работать в за-

цикленном режиме снизу вверх.

; Пример 3

IMR .set 0004h ; Interrupt Mask Register

DP_EV .set 0E8h ; Data Page for EV

EV_BASE .set 7400h ; Event Manager Base Address (DP=E8h)

T2PR .set 07h + EV_BASE ; T2 Period Register

T2CON .set 08h + EV_BASE ; T2 Control Register

EVIMRB .set 2dh + EV_BASE ; Group B Interrupt Mask Register

B2_SADDR .set 00060h ; Block B2 Start Address

tpint2vec .set B2_SADDR+13h ; TPINT2 vector address

mon240 .equ 00109h

.bss _stop, 1

.bss _counter, 1

.global begin

.global _stop

.text

begin: setc INTM ; запрет прерываний

ldp #_stop

splk #0,_stop

ldp #DP_EV

splk #03F0h, T2PR ; период таймера 50 мкс

splk #0001000001000010b, T2CON

; ^^^------------------- зацикленный счет вверх

; ^^^---------------- входная частота не масштабируется

; ^--------------- использовать свой бит включения

; ^-------------- таймер включен

; ^^------------ внутренняя синхронизация таймера

; ^-------- использовать свой регистр периода

splk #1, EVIMRB ; разрешить прерывание по периоду таймера 2

ldp #0

splk #_t2per_ISR, tpint2vec ; загрузить в таблицу векторов

; адрес процедуры обработки

; прерывания по периоду таймера 2

ldp #0

lacc IMR

or #100b ; разрешить маскируемые прерывания

; третьего уровня

sacl IMR

clrc INTM ; разрешить маскируемые прерывания

m1: call mon240 ; вызов монитора

ldp #_stop

bit _counter, 1 ; проверка 14-ого разряда

; программного счетчика

bcnd turn_on, TC

turn_off: setc xf ; установить XF (погасить светодиод)

b next

turn_on: clrc xf ; сбросить XF (зажечь светодиод)

next: lacl _stop

bcnd m1, EQ

setc INTM ; программный RESET

ldp #0E0h

lacc 07018h

or #8000h

sacl 07018h

_t2per_ISR: ; процедура обслуживания прерывания

; периода таймера 2

ldp #_counter

lacc _counter

add #1 ; инкрементируем программный счетчик

sacl _counter

end_isr:

mar *, ar1 ; восстановление контекста из

mar *- ; программного стека и

lacc *- ; возврат в фоновую программу

add *-, 16

lst #0, *-

lst #1, *-

clrc INTM

ret

2. Задание для выполнения в лаборатории

2.1. Изучите содержание теоретической части лабораторной работы. Пред-

ложите фрагмент программы для загрузки в таблицу ЦПОП вектора перехода

на адрес 9000h памяти программ в случае возникновения прерывания по пе-

риоду таймера 3.

2.2. Разберите фрагмент программы примера 2. Исходя из предположения,

что процедура обслуживания прерывания изменяет содержимое вспомога-

тельных регистров AR4 и AR5 модифицируйте фрагмент программы таким

образом, чтобы контекст этих регистров также сохранялся при входе и вос-

станавливался при выходе из ЦПОП.

2.3. Убедитесь в правильности работы программы примера 3, загрузив ее в

MCK240. Рассчитайте период мигания индикатора.

2.4. Модифицируйте программу таким образом, чтобы время включенного

состояния светодиодного индикатора было в 4 раза больше выключенного

состояния. Для этого перепрограммируйте масштабирование входной часто-

ты таймера.

Лабораторно-практическая работа №2

Программируемые порты дискретного ввода/вывода

1. Использование отладочной среды MCWIN

Запустите программу Procev.exe. На панели управления выберите при-

ложение для изучения

дискретных портов ввода/вывода. Ознакомьтесь с

методикой программирования дискретных портов ввода/вывода, используя

МСК240 Руководство пользователя.

2. Программирование дискретных портов ввода/вывода с

использованием платы сопряжения

Все порты ввода/вывода управляются с помощью восьми 16-битных

регистров, которые подразделяются на три типа:

9 регистры управления выводами – используются для прямого управле-

ния ножками порта вывода или специальных функций;

9 статусный регистр ввода – используется для прямого наблюдения за

состоянием ножек порта ввода или для наблюдения за статусом собы-

тий процессора;

9 регистры управления данными и направлением передачи данных – ис-

пользуются для контроля данных и направлением передачи данных для

портов ввода/вывода двойного доступа. Регистры напрямую соединены

с портами ввода/вывода двойного доступа.

В таблице 1 показан список регистров, доступных в модуле дискрет-

ных портов ввода/вывода, они отображены в памяти данных.

Таблица 1. Адреса регистров дискретных портов ввода/вывода

Адрес Регистр Название

7090h OCRA Регистр управления выходами группы А

7092h OCRB Регистр управления выходами группы В

7094h ISRA Статусный регистр ввода группы А

7096h ISRB Статусный регистр ввода группы В

7098h PADATDIR Регистр данных и направления передачи данных порта

ввода/вывода группы А

709Аh PBDATDIR Регистр данных и направления передачи данных порта

ввода/вывода группы В

709Ch PCDATDIR Регистр данных и направления передачи данных порта

ввода/вывода группы С

709Eh PDDATDIR Регистр данных и направления передачи данных порта

ввода/вывода группы D

Более подробно о выведенных на плату сопряжения портах можно уз-

нать, прочитав описание на плату сопряжения.

3. Задание для выполнения в лаборатории

3.1. На плате сопряжения имеются две кнопки SB1 и SB2, а также четыре

светодиода. Напишите программу, которая при нажатии на эти кнопки выво-

дит сигналы на два светодиода. Для написания вы можете воспользоваться

следующим алгоритмом.

Инициализация переменной _stop

Начало

Сконфигурировать ножки портов A, B, C

в качестве линий ввода или вывода общего

назначения (OCRA, OCRB)

Сконфигурировать порты A и C на ввод

и порт В на вывод

(PADATDIR, PBDATDIR, PCDATDIR)

Считать данные из портов

А и С

Подготовить данные для вывода в порт В

Вывести данные в порт В

Вызвать программу "Монитор"

_stop == 0

Конец

false

true

Для подготовки данных для вывода в порт В следует воспользоваться коман-

дами маскирования бит и командами логического сдвига.

3.2. На двигателе имеются встроенные датчики Холла, которые напрямую

соединены с выводами порта А. Вращая вал двигателя вручную, получите

сигналы от датчиков и выведите их на светоиндикацию.

3.3. Дополните предыдущую программу преобразованием кодированного

сигнала в прямой код и осциллографируйте сигнал с помощью отладочной

среды MCWIN.

Для преобразования положения из кода, передаваемого датчиками

Холла, в прямой код можно воспользоваться табличным методом.

Код с ДПР 000 001 010 011 100 101 110 111

Код положения нет 101 011 100 001 000 010 нет

Если выполнить программу с осциллографированием положения рото-

ра, то окажется, что программа выполняется очень быстро для того, чтобы

успеть повернуть ротор двигателя во время работы программы, поэтому сле-

дует вставить в главный цикл программы задержку времени в виде пустого

цикла, параметры которого можно подобрать экспериментально.

Инициализация переменной _stop;

инициализация программы _logger

Начало

Сконфигурировать ножки портов A, B

в качестве линий ввода или вывода общего

назначения (OCRA)

Сконфигурировать порт A на ввод

и порт В на вывод

(PADATDIR, PBDATDIR)

Считать данные из порта А

Выполнить преобразование кода

в прямой код положения;

подготовить данные для вывода в порт В

Вывести данные в порт В

Вызвать программу "Монитор"

_stop == 0

Конец

false

true

Вызвать программу _logger

Выполнить программную задержку