Золотовский Д.В. Учебный курс для новичков по микроконтроллерам AVR. Часть 1

Подождите немного. Документ загружается.

; переходим на символ, который

нужно стереть

STS CurrentPos,R17 ; сохраняем данное значение в

RAM

LDI ZL,low(LCDMemory*2) ; грузим адрес таблицы

видеопамяти

LDI ZH,high(LCDMemory*2)

ADD ZL,R17 ; складываем смещение

(положение курсора) с началом таблицы

ADC ZH,R0 ; R0 я держу всегда нулем

LDI R16,0x20 ; загружаем в R16 число 0x20.

; В LCD оно означает пустое

место, пробел.

ST Z,R16 ; сохраняем символ в видеопамять

key4_exit: RET

Очистка экрана

Проще некуда. Вызываем функцию LCD_Clear

; Отчистка экрана

key8: RCALL LCD_Clear

RET

Навигация

Все махинации сводятся к изменению текущего положения, но при наличии

проверок: находясь на первой строке, мы не можем перейти вверх, находясь

на нижней - вниз.

; курсор вверх

key12: LDS R16,CurrentPos ; загружаем текущее положение

курсора

CPI R16,LCD_MEM_WIDTH/2+1 ; проверяем, на какой

строке он находится

BRMI key12_exit ; если на первой, то выходим

SUBI R16,LCD_MEM_WIDTH/2 ; иначе переходим на строку

выше

STS CurrentPos,R16

; сохраняем текущее положение в

RAM

STS KeyFlagLong,R0 ; обнуляем информацию о

последней нажатой кнопки

STS PushCount,R0 ; и счетчик нажатий

key12_exit: RET

; курсор вниз

key16: LDS R16,CurrentPos ; загружаем текущее положение

курсора

CPI R16,LCD_MEM_WIDTH/2 ; проверяем, на какой строке он

находится

BRPL key16_exit ; если на второй, то выходим

LDI R17,LCD_MEM_WIDTH/2 ; иначе переходим на строку

ниже

ADD R16,R17

STS CurrentPos,R16

; сохраняем текущее положение в

RAM

STS KeyFlagLong,R0 ; обнуляем информацию о

последней нажатой кнопки

STS PushCount,R0 ; и счетчик нажатий

key16_exit: RET

; курсор влево

key13: LDS R16,CurrentPos ; загружаем текущее положение

курсора

DEC R16 ; уменьшаем его на единицу

STS CurrentPos,R16 ; и сохраняем где был

STS KeyFlagLong,R0 ; обнуляем информацию о

последней нажатой кнопки

STS PushCount,R0 ; и счетчик нажатий

key13_exit: RET

; курсор вправо

key15: LDS R16,CurrentPos ; загружаем текущее положение

курсора

INC R16 ; увеличиваем его на единицу

STS CurrentPos,R16 ; и сохраняем где был

STS KeyFlagLong,R0 ; обнуляем информацию о

последней нажатой кнопки

STS PushCount,R0 ; и счетчик нажатий

key15_exit: RET

Ну и самое главное - клавиша пробела:

;пробел

key14: LDS R17,CurrentPos ; загружаем текущее положение

курсора

INC R17 ; увеличиваем его на единицу

STS CurrentPos,R17 ; и сохраняем где был

LDI ZL,low(LCDMemory*2) ; грузим адрес таблицы

видеопамяти

LDI ZH,high(LCDMemory*2)

ADD ZL,R17 ; складываем смещение

(положение курсора) с началом таблицы

ADC ZH,R0 ; R0 я держу всегда нулем

LDI R16,0x20 ; загружаем в R16 число. В LCD

оно означает пустое место, пробел.

ST Z,R16 ; сохраняем символ в

видеопамяти

STS KeyFlagLong,R0 ; обнуляем информацию о

последней нажатой кнопки

STS PushCount,R0 ; и счетчик нажатий

RET

Снова компилируем, прошиваем программу в контроллер и запускаем.

Убеждаемся, что все кнопки работают и выполняют свою функцию.

AVR. 16 buttons via 3 wires

Про антидребезг и защиту от помех

В коментариях к прошлой статье поднялся вопрос об устранении дребезга и

защиты такой клавиатуры от помех. Расскажу о том как он реализован тут, и

о различных аппаратных и програмных способах его реализаци. Благодаря

применению микроядра (операционная система), можно легко организовать

програмный антидребезг, путем запуска сканирования клавиатуры через

определенные промежутки времени, большие чем длительность дребезга.

Таким образом, при улавливании нажатия, мы уходим на его обработку и

возвращаемся к сканированию клавиатуры спустя какое-то время, когда

дребезг от данного нажатия уже кончился. Таким образом отсутствует

возможность из-за дребезга посчитать одно нажатие дважды. Но тут

вылазиет другая проблема: защита от помех.

DVF января 4, 2011 at 5:51

У применения как программного, так и аппаратного антидребезга есть еще

одна важная сторона - это испытание системы на помехоустойчивость. Ведь,

если не дребезг, то помеху можно принять за “сработку” в момент

сканирования. Для любительской практики это может и не важно, а для тех,

кто профессионально занят в разработках - напротив. Подтянутая линия

входа от кнопки потенциальный источник сбоя, нежели выход логики.

Действительно, случайная помеха может вызвать ложное срабатывание.

Способ борьбы с этим очевиден: производить несколько сканирований

клавиатуры, и при положительном результате каждого сканирования, считать

что было нажатие. Это, естественно, увеличивает сложность кода и

процессорное время, затрачиваемое на обработку нажатий. Но, как правило,

время сканирования много меньше времени програмного антидребезга,

поэтому дополнительная обработка не влечет за собой больших трудностей.

Так же существует варианты аппаратной защиты от дребезга с помощью

конденсаторов, триггеров и др. Но это уже совсем другая статья.

Всем спасибо за внимание, вопросы и пожелания оставляйте в комментариях.

Файлы:

•

Проект для AVR Studio buttons_2.rar

•

Шаблон микроядра для AVR Studio template_RTOS.rar

AVR. Учебный Курс. Асинхронный режим таймера

Иногда полезно иметь в системе часы отсчитывающие время в секундах, да

еще с высокой точностью. Часто для этих целей применяют специальные

микросехмы RTC (Real Time Clock) вроде

PCF8583. Вот только это

дополнительный корпус, да и стоит она порой как сам МК, хотя можно

обойтись и без нее. Тем более, что многие МК имеют встроенный блок RTC.

В AVR его правда нет, но там есть асинхронный таймер, служащий

полуфабрикатом для изготовления часиков.

Первым делом нам нужен часовой кварц на 32768Герц.

Почему кварц именно 32768Гц и почему его зовут часовым? Да все очень

просто — 32768 является степенью двойки. Два в пятнадцатой степени.

Поэтому пятнадцати разрядный счетчик, тикающий с частотой 32768 Гц,

будет переполняться раз в секунду. Это дает возможность строить часы на

обычной логической рассыпухе без каких либо заморочек. А в

микроконтроллере AVR организовать часы с секундами можно почти без

использования мозга, на рефлексах периферии.

Асинхронный режим таймера.

Помните как работают таймеры? Тактовая частота с основного тактового

генератора (RC внешняя или внутренняя, внешний кварц или внешний

генератор) поступает на предделители, а с выхода предделителей уже

щелкает значениями регистра TCNT. Либо сигнал на вход идет с счетного

входа Тn и также щелкает регистром TCNT

Структура же Timer/Counter2 немного отличается от остальных — у него нет

счетного входа, зато есть возможность задействовать собственный тактовый

генератор.

Для этого на выводы TOSC2 и TOSC1 вешается кварцевый резонатор.

Низкочастотный, обычно это часовой кварц на 32768Гц. На Pinboard он

смонтирован справа от контроллера и подключается перемычками. Причем

тактовая частота процессора должна быть выше как минимум в четыре раза.

У нас тактовая частота от внутреннего генератора 8Мгц, так что нас это

условие вообще не волнует.

Часовой кварц вешается просто на выводы. Без конденсаторов и каких либо

заморочек.

И не нужно высчитывать количество тактов основного кварца, а если его нет,

то заморачиваться на плавающую частоту встроенного RC генератора.

Часовой кварц имеет куда более компактные размеры, чем обычный кварц,

да и стоит дешевле.

Также немаловажным является тот факт, что асинхронный таймер может

тикать сам по себе, от часового кварца, ведь тактовая частота процессора ему

не нужна, а это значит тактирование ядра контроллера (самое жручее, что у

него есть) можно отключить, загнав процессор в спячку, существенно снизив

потребление энергии и просыпаясь только по переполнению таймера (1-2

раза в секунду), чтобы записать новые показания времени.

Конфигурирование

Для включения надо всего лишь установить бит AS2 регистра ASSR - и все,

таймер работает в асинхронном режиме. Но есть тут одна фича которая мне

стоила много головняков в свое время. Дело в том, что при работе от своего

кварца все внутренние регистры таймера начинают синхронизироваться по

своему же кварцу. А он медленный и основная программа может менять уже

введенное значение гораздо быстрей чем оно обработается таймером.

Т.е., например, предустановил ты значение TCNT2, таймер на своей 32кгц

молотилке его еще даже прожевать не успел, а твой алгоритм уже пробежал и

снова туда что то записал — в результате в TCNT2 наверняка попадет мусор.

Чтобы этого не случилось запись буфферизируется. Т.е. это ты думаешь, что

записал данные в TCNT2, но на самом деле они попадают во временный

регистр и в счетный попадут только через три такта медленного генератора.

Также буфферизируется регистры сравнения OCR2 и регистр конфигурации

TCCR2

Как узнать данные уже внеслись в таймер или висят в промежуточных

ячейках? Да очень просто - по флагам в регистре ASSR. Это биты TCN2UB,

OCR2UB и TCR2UB - каждый отвечает за свой регистр. Когда мы, например,

записываем значение в TCNT2 то TCNUB становится 1, а как только наше

число из промежуточного регистра таки перешло в реальный счетный

регистр TCNT2 и начало уже тикать, то этот флаг автоматом сбрасывается.

Таким образом, в асинхронном режиме, при записи в регистры TCNT2, OCR2

и TCCR2 сначала нужно проверять флаги TCN2UB, OCR2UB и TCR2UB и

запись проводить, только если они равны нулю. Иначе результат может быть

непредсказуемым.

Да, еще один важный момент — при переключениях между синхронным и

асинхронным режимом значение в счетном регистре TCNT может побиться.

Так что для надежности переключаемся так:

•

Запрещаем прерывания от этого таймера

•

Переключаемся в нужный режим (синхронный или асинхронный)

•

Заново настраиваем таймер как нам нужно. Т.е. выставляем

предустановку TCNT2 если надо, заново настраиваем TCCR2

•

Если переключаемся в асинхронный режим, то ждем пока все флаги

TCN2UB, OCR2UB и TCR2UB будут сброшены. Т.е. настройки

применились и готовы к работе.

•

Сбрасываем флаги прерываний таймера/счетчика. Т.к. при всех этих

пертурбациях они могут случайно установиться

•

Разрешаем прерывания от этого таймера

Несоблюдение этой последовательности ведет к непредсказуемым и трудно

обнаруживаемым глюкам.

Спящие режимы и асинхронный таймер

Т.к. асинхронный таймер часто используется в разных сберегающих

режимах, то тут возникает одна особенность, раскладывающая целое поле из

граблей.

Суть в том, что таймер, работающий от медленного кварца, не успевает за

главным процессором, а в том дофига зависимостей от периферии — те же

прерывания, например. И когда проц спит, то эти зависимости не могут

реализоваться, в результате возникают глюки вроде неработающих

прерываний или поврежденных значений в регистрах. Так что логика работы

с асинхронным таймером и спящим режимом должна быть построена таким