Лекция № 11 (Лекции МП)

ЛЕКЦИЯ № 11.

Сопряжение с температурным датчиком ТС74.

Цифровой температурный датчик измеряет температуру от – 40^о до +125^о С (с точностью 1^о). Он управляется по шине I2C. Это не единственный температурный датчик. Есть ещё более известный датчик - DS1820 (управляется по однопроводной шине).

Измерения производятся за счет изменения температуры на p/n – переходе. После усиления сигнал передается на АЦП. Регистр температуры работает только на чтение, а регистр конфигурации - на чтение и запись. Ведущий – всегда микроконтроллер.

Температура хранится в регистре температуры в двоичном коде.

Например:

t = +25^o C отображается: 00011001

t = 0^o C отображается: 00000000

t = −25^o C отображается: 11100111

Пояснение:

1.) младший разряд соответствует 1^o (разрешающая способность 1^o).

2.) отображение t = - 25^o C получается путем инверсии отображения t = + 25^o C с прибавлением 1.

В регистре конфигураций задействовано только 2 старших разряда:

1.) Разряд D7:

если D7 = 1 – то ждущий режим.

если D7 = 0 – то нормальный режим.

В ждущем режиме: АЦП не работает; измерения температуры не происходят; ток потребления (I_потр.) равен5мкА.

В нормальном режиме: измерения температуры производятся автоматически (8 раз/сек);

I_потр. ≥ 200 мкА.

2.) Разряд D6, который отображает состояние:

если D6 = 1 – то измерение готово.

если D6 = 0 – то измерение не готово (нужно ждать).

Для температурного датчика необходимы 4 подпрограммы:

Прежде всего, нужно знать адреса самого температурного датчика:

Адрес ТС74

1001 000 R/W

1001 001 R/W

……………….

1001 101 R/W – адрес по умолчанию

Примечание:

Последний бит (R/W) указывает направление передачи.

Допускается 8 датчиков.

Все остальные нужно заказывать у компании Microchip.

Будем считать, что программа инициализации ТС74 – отдельный файл в курсовом проектировании.

Помимо этого, уже имеются подпрограммы:

INIT_I2C

START_I2C

STOP_I2C

INIT_LCD

TRANS_I2C

1.) Подпрограмма инициализации: INIT_ТС74.

После подключения - не знаем в каком состоянии находится (в ждущем или в нормальном режиме). Поэтому в 7 разряд регистра конфигураций записывается 1.

2.) Подпрограмма считывания содержимого регистра конфигураций: READ_CONFIG.

Проверяем 6 разряд регистра конфигураций: если D6 = 1, то измерение готово, а если D6 = 0, то измерение не готово, следовательно, повтор считывания.

3.) Подпрограмма считывания температуры из регистра температуры: READ_TEM.

4.) Подпрограмма перевода обратно в ждущий режим: WAIT.

Содержимое регистра температуры было сохранено в определенном регистре, и теперь его необходимо перевести с учетом знака (знак определяется 7 разрядом SSPBUF). Для этого выводим сначала знак температуры, а потом переводим в АSCII-код. При отрицательной температуре необходимо дополнительно произвести операцию, которую назовем конверсией: CONVER.

Структурная схема подпрограммы № 1:

Структурная схема подпрограммы № 2:

Пояснение:

Процесс чтения: записывается адрес устройства, записывается адрес регистра, RESTART (либо STOP и START), затем снова повторяется адрес устройства, но уже на единицу больше (при считывании он всегда нечетный). Необходимо получить разрешение на считывание и проверить, когда оно сбросится в ноль. Ответ организовываем высоким уровнем. После чтения в буферном регистре шины I2C будет считанное значение. Нас интересует 6 разряд: если там 1, то измерение готово и можно считывать температуру, а если там 0, то измерение не готово и нужно повторить чтение.

Структурная схема подпрограммы № 3:

Безэлектрический звукогенератор («пищалка»).

Предварительно рассмотрим несколько таймеров.

В PIC - контроллерах среднего уровня обычно 4 таймера/счетчика:

1. сторожевой таймер (Watch Dog);

2. таймер/счетчик TMR0;

3. таймер/счетчик TMR1;

4. таймер/счетчик TMR2.

Таймер/счетчик TMR0:

TMR0 - таймер/счетчик, имеет следующие особенности:

• 8-разрядный таймер/счетчик;

• возможность чтения и записи текущего значения счетчика;

• 8-разрядный программируемый предделитель;

• внутренний или внешний источник тактового сигнала;

• выбор активного фронта внешнего тактового сигнала;

• прерывания при переполнении (переход от FFh к 00h).

Биты управления TMR0: T0CS, T0SE, PSA, PS2, PS1, PS0 расположены в регистре OPTION_REG:

7 6 5 4 3 2 1 0

-RBPU(1)

INTEDG

T0CS

T0SE

PSA

PS2

PS1

PS0

-RBPU⁽¹⁾ - Включение подтягивающих резисторов на входах PORTB.

1 = подтягивающие резисторы отключены.

0 = подтягивающие резисторы включены.

INTEDG - Выбор активного фронта сигнала на входе внешнего прерывания INT.

1 = прерывания по переднему фронту сигнала.

0 = прерывания по заднему фронту сигнала.

T0CS - Выбор тактового сигнала для TMR0.

1 = внешний тактовый сигнал с вывода T0CKI.

0 = внутренний тактовый сигнал CLKOUT (F_T/4).

T0SE - Выбор фронта приращения TMR0 при внешнем тактовом сигнале.

1 = приращение по заднему фронту сигнала (с высокого к низкому уровню) на

выводе T0CKI.

0 = приращение по переднему фронту сигнала (с низкого к высокому уровню)

на выводе T0CKI.

PSA - Выбор включения предделителя.

1 = предделитель включен перед WDT.

0 = предделитель включен перед TMR0.

PS2: PS0 - Установка коэффициента деления предделителя:

Значение	Для TMR0	Для WDT
000	1:2	1:1
001	1:4	1:2
010	1:8	1:4
011	1:16	1:8
100	1:32	1:16
101	1:64	1:32
110	1:128	1:64
111	1:256	1:128

Режим таймера выбирается путем сбрасывания в ноль бита T0CS регистра OPTION_REG <5>. В режиме таймера TMR0 инкрементируется каждый командный цикл (без предделителя). После записи информации в TMR0 инкрементирование его начнется после двух командных циклов. Это происходит со всеми командами, которые производят запись или чтение-модификацию-запись TMR0 (например, MOVF TMR0, CLRF TMR0). Избежать этого можно при помощи записи в TMR0 скорректированного значения. Если TMR0 нужно проверить на равенство нулю без останова счета, следует использовать инструкцию MOVF TMR0,W.

Режим счетчика выбирается путем установки в единицу бита T0CS регистра OPTION_REG <5>. В этом режиме регистр TMR0 будет инкрементироваться либо нарастающим, либо спадающим фронтом на выводе RA4/T0CKI от внешних событий. Направление фронта определяется управляющим битом T0SE в регистре OPTION_REG <4>. При T0SE = 0 будет выбран нарастающий фронт, когда передний фронт сигнала является активным.

Предделитель может использоваться или совместно с TMR0, или со сторожевым таймером (Watch dog). Вариант подключения делителя контролируется битом PSA регистра OPTION_REG <3>. При PSA=0 делитель будет подсоединен к TMR0. Содержимое делителя программе недоступно. Коэффициент деления предделителя программируется битами PS2…PS0   регистра OPTION_REG <2:0>.

Прерывание по TMR0 вырабатывается тогда, когда происходит переполнение счетчика при переходе от FFh к 00h. Тогда устанавливается бит запроса T0IF в регистре   INTCON<2>. Данное прерывание можно замаскировать битом T0IE в регистре   INTCON<5>. Бит запроса T0IF должен быть сброшен программно при обработке прерывания. Прерывание по TMR0 не может вывести процессор из режима SLEEP, потому что таймер в этом режиме не функционирует.

При PSA=1 делитель будет подсоединен к сторожевому таймеру как постделитель (делитель на выходе). При использовании предделителя совместно с TMR0, все команды, изменяющие содержимое TMR0, обнуляют предделитель. Если предделитель используется совместно с WDT, команда CLRWDT обнуляет содержимое предделителя вместе с WDT.

Таймер/счетчик TMR1:

TMR1 - 16-разрядный таймер/счетчик, состоящий из двух 8-разрядных регистров (TMR1H и TMR1L), доступных для чтения и записи. Счет выполняется в спаренном регистре TMR1 (TMR1H:TMR1L), инкрементируя его значение от 0000h до FFFFh, далее считает с 0000h. При переполнении счетчика устанавливается в 1 флаг прерывания TMR1IF в регистре PIR1<0>. Само прерывание можно разрешить/запретить установкой/сбросом бита TMR1IE в регистре PIE1<0>.

TMR1 может работать в одном из трех режимах:

• режим таймера;

• режим синхронного счетчика;

• режим асинхронного счетчика.

Включение модуля TMR1 осуществляется установкой бита TMR1ON в '1' (T1CON<0>).

Битом TMR1CS (T1CON<1>) выбирается источник тактовых импульсов. В режиме таймера TMR1 инкрементируется на каждом машинном цикле. Если TMR1 работает с внешним источником тактового сигнала, то приращение происходит по каждому переднему фронту сигнала.

TMR1 имеет внутренний вход сброса от модуля CCP. Когда включен генератор тактовых импульсов (T1OSCEN=1), выводы T1OSI и T1OSO настроены как входы. Значение битов TRISC<1:0> игнорируется, а чтение данных с этих выводов дает результат '0'.

Управляющие биты TMR1 находятся в регистре T1CON:

7 6 5 4 3 2 1 0

-

-

T1CKPS1

T1CKPS0

T1OSCEN

-T1SYNC

TMR1CS

TMR1ON

T1CKPS1-T1CKPS0 - Выбор коэффициента деления предделителя TMR1.

11 = 1:8

10 = 1:4