Золотовский Д.В. Учебный курс для новичков по микроконтроллерам AVR. Часть 1
Подождите немного. Документ загружается.
образом, чтобы между пробуждением и сваливаеним в спячку асинхронный
таймер успел отработать несколько своих тактов и выполнил все свои дела.
Примеры:
Контроллер использует режим энергосбережения и отключения ядра, а
пробуждается по прерываниям от асинхронного таймера. Тут надо учитывать
тот факт, что если мы будем изменять значения регистров TCNT2, OCR2 и
TCCR2, то уход в спячку нужно делат ТОЛЬКО после того, как флаги
TCN2UB, OCR2UB и TCR2UB упадут. Иначе получится такая лажа —
асинхронный таймер еще не успел забрать данные из промежуточных
регистров (он же медленный, в сотни раз медленней ядра), а ядро уже
отрубилось. И ладно бы конфигурация новая не применилась, это ерунда.
Хуже то, что на время модификаций регистров TCNT или OCR блокируется
работа блока сравнения, а значит, если ядро уснет раньше, то блок сравнения
так и не запустится — некому его включить будет. И у нас пропадет
прерывание по сравнению. Что черевато тем, что событие мы прошляпим и
будем их терять до следующего пробуждения из спячки.
А если контроллер будится прерыванием по сравнению? То он уснет
окончательно.Вот так!
Вот и лови такой глюк потом.
Так что перед уходом в режимы энергосбережения надо обязательно дать
асинхронному таймеру прожевать введенные значения (если они были
введены) и дождаться обнуления флагов.
Еще один прикол с асинхронным режимом и энергосбережением
заключается в том, что подсистема прерываний при выходе из спячки
стартует за 1 такт медленного генератора. Так что даже если мы ничего не
меняли, то обратно в спячку сваливаться нельзя — не проснемся, т.к.
прерывания не успеют запуститься.
Так что выход из спячки и засыпание по прерыванию асинхронного таймера
должно быть в таком виде:
•
Проснулись
•
…
•
Что-то сделали нужное
•
…
•
Заснули
И длительность операции между Проснулись и Заснули НЕ ДОЛЖНА БЫТЬ
МЕНЬШЕ чем один тик асинхронного таймера. Иначе анабиоз будет вечным.
Можешь delay поставить, а можешь сделать как даташит советует:
•
Проснулись
•
Что-то сделали нужное
•
Ради прикола записали, что-то в любой из буферизиуемых регистров.
Например, в TCNT было 1, а мы еще раз 1 записали. Ничего не
изменилось, но произошла запись, поднялся флаг TCN2UB, который
продержится гарантированно три такта медленного генератора.
•
Подождали, пока флаг упадет
•
Уснули.
Также не рекомендуется при выходе из спячки сразу же читать значения
TCNT - можно считать лажу. Лучше подождать один тик асинхронного
таймера. Или сделать прикол с записью в регистр и ожиданием пока флаг
спадет, как было написано выше.
Ну и последний, но важный, момент — после подачи питания, или выхода из
глубокой спячки, с отключением не только ядра, а вообще всей периферии,
пользоваться медленным генератором настоятельно рекомендуется не
раньше чем через 1 секунду (не миллисекунду, а целая секунда!). Иначе
генератор может еще быть нестабильным и в регистрах будет еще каша и
мусор.
И, в завершение статьи, небольшой примерчик. Запуск асинхронного таймера
на Atmega16 (Как полигон используется плата Pinboard)
Проект типовой, на базе диспетчера, одно лишь отличие - диспечтер
переброшен на таймер0, чтобы освободить таймер2.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
int main(void)
{
InitAll(); // Инициализируем периферию
InitRTOS(); // Инициализируем ядро
RunRTOS(); // Старт ядра.
UDR = 'R'; // Маркер старта, для отладки
SetTimerTask(InitASS_Timer,1000); // Так как таймер в асинхронном режиме
// Выдержку для запуска инициализации
таймера.
while(1) // Главный цикл диспетчера
{
wdt_reset(); // Сброс собачьего таймера
TaskManager(); // Вызов диспетчера
}
return 0;
}
Сама процедура инициализации таймера в асинхронном режиме сделана в
виде конечного автомата. При первом запуске она взводит бит асинхронного
режима и делает приготовления, после запускает сама себя снова же, через
диспетчер, чтобы дать возможность еще чему либо проскочить в очереди, не
блокируюя систему на ожидание.
При последующих входах проверяются флаговые биты готовности регистров
таймера. Если они все по нулям, то мы на всякий случай зануляем флаги
прерывания таймера, чтобы не было глюков и ложных срабатываний, а потом
разрешаем нужное нам прерывание. И выходим.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
void InitASS_Timer(void)
{
if(ASSR & (1<<AS2)) //Если это второй вход
то
{
if (ASSR & (1<<TCN2UB | 1<<OCR2UB | TCR2UB) ) // проверяем есть ли
хоть один бит флаговый
{
SetTask(InitASS_Timer); // Если есть, то
отправляем на повторный цикл ожидания
}
else // Если все чисто, то
можно запускать прерывания
{
TIFR |= 1<<OCF2 | 1<< TOV2; // Сбрасываем флаги
прерываний, на всякий случай.
TIMSK |= 1<< TOIE2;
// Разрешаем прерывание
по переполнению
return;
}
}
TIMSK &=~(1<<OCIE2 | 1<< TOIE2); // Запрещаем прерывания таймера 2
ASSR = 1<<AS2; // Включаем асинхронный режим
TCNT2 = 0;
TCCR2 = 5<<CS20; // Предделитель на 128 на 32768 даст 256
тиков в секунду
// Что даст 1 прерывание по переполнению
в секунду.
SetTask(InitASS_Timer); // Прогоняем через диспетчер, чтобы
зайти снова.
}
А дальше движуха идет уже по прерыванию. Раз в секунду у нас
переполняется регистр асинхронного таймера и генерит прерывание. Тут уже
делаем что хотим. Я просто переменную увеличивал и выводил в UART
порт.
1
2
3
4
5
ISR(TIMER2_OVF_vect) // Прерырвание по переполнению таймера 2
{
UDR = i;
i++;
}
Можно было сделать переменные содержащие часы:минуты:секунды и
щелкать этими переменными со всей их логикой переполнения часов/минут,
но мне было лень. И так все понятно.
•
Архив с проектом
Работа с
Хоть резистивный touchscreen
емкостными сенсорами
первых из-
за простоты
с ним.
Конструктив
Итак, как он устроен. Там
сделанные из проводящего
Когда касаемся пальцем
верхнюю на нижнюю. Ну
несложное.
Для этого на каждую пленку
одной и сверху-
снизу на
сопротивление пленки
бы два перпендикулярных
проектом под AvrStudio + WinAVR для этой
Работа с резистивным сенсорным экраном
резистивный touchscreen и является устаревшим и активно
сенсорами, но тем не менее он еще не скоро канет
простоты и дешевизны, а во вторых из
-
за элементарной
устроен. Там все очень и очень просто. Есть две
проводящего материала, а между ними гранулы
пальцем, то продавливаем зазор между пленками
нижнюю. Ну, а
определить координаты касания
каждую пленку нанесено по два электрода. Слева
снизу на другой. Крест на крест, в общем. Поскол
пленки довольно большое, под сотни ом, то
перпендикулярных резистора, висящие друг над другом
этой статьи
экраном
и активно вытесняется
скоро канет в Лету. Во
за элементарной работы
Есть две пленки,
гранулы диэлектрика.
между пленками и контачим
касания уже дело
электрода. Слева
-справа на
общем. Поскол
ьку
ом, то образуются как
над другом.
В точке касания они замыкаются между собой и вуаля, получается такая
схема:
Теперь достаточно концы одной пленки подтащить к шинам питания
(банально заведя туда лог 0 и лог 1), чтобы она образовала обычный
резистивный делитель. А с другой пленки снять получившееся напряжение.
Которое будет пропорционально координате. Так как сопротивления входа
АЦП огромно, то жалкие сотни ом, что составляет остаток пленки (R1) нам
никак не помешает. Также не помешает и болтающийся конец (R2).
Теперь меняем положение, растягивая между шинами питания уже другую
пленку, и снимаем вторую координату. Элементарно!
Вилы в стогу.
Но при попытке взять схему в лоб, то получаем первые вилы в бок. Дело в
том, что если мы будем тупо менять по очереди пленки и сканировать
значения, то много мы не намеряем. Т.к. когда касания нет, то пленки не
перескаются, а значит, каналы АЦП во время измерения висят в воздухе,
ловя всякий мусор. И как их отличить от нажатия? Да никак! АЦП без
разницы, что на вход пришло.
Так что нам надо замер координат делать не непрерывно, а тогда и только
тогда, когда есть касание. До этого на тачскрин даже не отвлекаться.
Делается это просто — мы одну пленку подтягиваем к земле. А вторую
вешаем на вход с pullup. Был тачскрин, стала обычная кнопка.
Ее мы лениво опрашиваем, в ожидании нажатия. Но тут прячутся вторые
вилы, на которые мы будем нарываться еще не раз и не два. Дело в том, что
тачскрин это две проводящие пленки. Большие плоские пленки, находящиеся
очень близко друг от друга. Ничего не напоминает? Правильно —
конденсатор, мать его. А значит у него нефиговая емкость. И если ты его
переключишь в режим отслеживания нажатия и тут же проверишь —
получишь нажатие. Т.к. емкость еще не успела зарядиться, а значит коротит.
Так что после перевода порта в режим опроса надо подождать около
миллисекунды. А только потом начинать щупать. То же касается, кстати, и
режима смены замеров координат. Начнешь быстро переключать пленки с
координаты на координату — получишь полную херню на выходе.
Переключил, подождал, замерил. Переключил, подождал, замерил. Только
так.
Под это дело я набросал небольшой пример кода для ATMega16 на Pinboard.
Код
Код в виде обычного конечного автомата. Правда он разнесен на процедуру и
прерывание.
1
2
3
4
//=========================================
//Область задач
//=========================================
void ScanTouch(void)
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
{
switch(TouchState)
{
case 0: // Ожидание нажатия. Подготовка.
{
DDRA &=0xF0;
PORTA &=0xF0;
DDRA |=1<<XA | 1<<XB; // XA и XB гонят землю
PORTA |=1<<YA | 1<<YB; // YA и YB слушают уровень на
входе с подтяжкой
TouchState = 1; // Переход к стадии проверки.
SetTimerTask(ScanTouch,10); // Выдержка для установления
состояния и зарядки емкости.
break;
}
case 1: // Проверка нет ли нажатия
{
if(PINA & 1<<YA) // Если на входе 1, т.е.
нажатия нет
{
TouchState = 0; // Возврат на прошлый
шаг.
SetTimerTask(ScanTouch,10);
}
else // Если 0, т.е. нажатие.
Готовим замер!
{
PORTA &=0xF0; // Зануляем четыре
бита, чтобы с чистого листа.
DDRA &=0xF0;
// Сейчас Y пленка
гонит потенциал, Х считывает.
PORTA |=1<<YA;
// YА на Vcc YB
на GND остальные в HiZ нюхают АЦП
DDRA |=1<<YA|1<<YB; // -
TouchState=2; // Переход на другую
стадию.
SetTimerTask(ScanTouch,10); // Выдержка на
переходный процесс.
}
break;
}
case 2: // Запускаем АЦП для снятия координат
{
TouchState = 3;
ADMUX = 1<<REFS0 | 1<<ADLAR | 2<<MUX0;
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
ADCSRA = 1<<ADEN | 1<<ADIE | 1<<ADSC | 3<<ADPS0; //
Запускаем преобразование.
break; // До
встречи в обработчике прерывания.
}
case 5: // Координаты сняты. Можно обрабатывать.
{
TouchState = 0;
if (!UDR_Busy) // Если UART не занят
{
UDR_Busy = 1; // Занимаем его
OutBuff[0] = 'Y'; // Пишем в буфер мессагу
OutBuff[1] = '=';
BIN8toASCII3(OutBuff[2],OutBuff[3],OutBuff[4],coord_Y);
OutBuff[5] = ' ';
OutBuff[6] = 'X';
OutBuff[7] = '=';
BIN8toASCII3(OutBuff[8],OutBuff[9],OutBuff[10],coord_X);
OutBuff[11] = 10; //CR - не забываем перевод
каретки
Buff_index = 0; // Обнуляем индекс
UDR = OutBuff[Buff_index]; // Поехали!
}
SetTimerTask(ScanTouch,100);
// Повтор сканирования.
Не торопимся
break;
}
default:
{
TouchState = 0;
}
}
}
// Продолжаем веселиться в обработчике прерывания от АЦП
ISR(ADC_vect)
{
PORTA &=0xF0; // Зануляем четыре бита, чтобы с чистого листа.
DDRA &=0xF0;
if(TouchState == 3)
{
coord_X
= ADCH; // Прошлый замер дал X
// Сейчас уже X пленка гонит потенциал, Y считывает
109
110
PORTA |=1<<XA; // ХА на Vcc XB на GND остальные в HiZ
нюхают АЦП
DDRA |=1<<XA|1<<XB; // -
ADMUX = 1<<REFS0 | 1<<ADLAR | 3<<MUX0; //
Перебрасываем канал АЦП на другую пленку
TouchState = 4; // Перекидываем
автомат
ADCSRA = 1<<ADEN | 1<<ADIE | 1<<ADSC | 3<<ADPS0; // Запускаем
конверсию и до встречи тут же.
}
else if (TouchState == 4) // Второй вход в прерывание
{
coord_Y = ADCH; // Прошлый замер дал Y
TouchState = 5; // Стадия обработки
SetTask(ScanTouch); // Обе координаты считаны. Готово.
Вызваем задачу готовности.
}
}
Выброс данных в UART идет следующим образом:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
ISR(USART_TXC_vect)
{
Buff_index++; // Увеличили индекс
if(Buff_index != 12) // Если мессадж не ушел
{
UDR = OutBuff[Buff_index]; // Шлем дальше
}
else
{
Buff_index = 0; // Иначе все зануляем.
UDR_Busy = 0;
}
}
Все очень и очень просто, без задержек и тормозов. Все на конечных
автоматах и диспетчере. Но диспетчер тут не принципиален, может быть что
угодно. Хоть тот же флаговый автомат. Главное, чтобы была служба
таймеров. Весь проект в архиве в конце статьи.
BIN8toASCII3 это макрос переводящий бинарное значение в три разряда
ASCII символов, пригодных к выводу в терминалку.
Выглядит оно так: