63929 (Цифровые вычислительные устройства и микропроцессоры приборных комплексов), страница 3

1) Изучить организацию таймера/счетчика и системы прерываний микроконтроллера ВЕ48;

2) Рассмотреть команды управления средствами реального времени;

3) Ознакомиться с приведенными ниже примерами программ на языке ассемблера;

4) Произвести ввод, отладку и трансляцию в объектный код этих программ;

5) Выполнить программы по шагам с просмотром результатов выполнения в регистрах и оперативной памяти.

Пример 4.1. Дождаться поступления на вход T1 100 импульсов и перейти по метке PULSE:

MOV A,#156D ; A = (256-100)

MOV T,A ; предустановка счетчика

STRT CNT ; запуск счетчика

WAIT: JTF PULSE ; переход, если прошло 100 импульсов

JMP WAIT ;

PULSE: …

Пример 4.2. Запретить прерывания от таймера, но разрешить прерывание после восьми сигналов переполнения таймера. При переходе к процедуре обработки прерывания остановить таймер. Сигналы переполнения подсчитывать в регистре 5:

START: DIS TCNTI ; запрет прерываний от таймера

CLR A ; сброс аккумулятора

MOV T,A ; сброс таймера

MOV R5,A ; сброс регистра R5

STRT T ; запуск таймера

M1: JTF COUNT ; если TF=1, то переход к COUNT и сброс TF

JMP M1 ; цикл

COUNT: INC R5 ; инкремент регистра R5

MOV A,R5 ; пересылка содержимого R5 в аккумулятор

JB3 INT ; переход к подпрограмме обслуживания

; прерывания INT, если бит A.3 равен 1

JMP M1 ; переход, если бит A.3 не равен 1

… ;

INT: STOP TCNT ; останов таймера

JMP 07 ; переход к ячейке 7 (вектор прерывания

; от счетчика событий)

Пример 4.3. Программное формирование временной задержки. Предположим, что в управляющей программе необходимо реализовать временную задержку 100 мкс. Подпрограмма формирования временной задержки будет иметь вид:

DELAY: MOV R2,#X ; (R2) ← X

COUNT: DJNZ R2,COUNT ; декремент R2 и цикл, если не нуль

RET ; возврат

Для получения требуемой временной задержки необходимо определить число X, загружаемое в рабочий регистр. Определение числа X выполняется на основе расчета времени выполнения команд, образующих данную подпрограмму. При этом необходимо учитывать, что команды MOV и RET выполняются однократно, а число повторений команды DJNZ равно числу X. Кроме того, обращение к подпрограмме временной задержки осуществляется по команде CALL DELAY, время исполнения которой также необходимо учитывать при подсчете временной задержки. В описании команд микроконтроллера указывается, за сколько машинных циклов (МЦ) исполняется каждая команда. На основании этих данных определяется суммарное число машинных циклов в подпрограмме: CALL – 2 МЦ, MOV – 2 МЦ, DJNZ – 2 МЦ, RET – 2 МЦ.

При тактовой частоте 6 МГц каждый машинных цикл выполняется за 2,5 мкс. Таким образом, подпрограмма выполняется за время 5+5+5X+5=15+5X мкс. Для реализации временной задержки 100 мкс число X = (100-15)/5 = 17.

Пример 4.4. Временная задержка большой длительности. В качестве примера рассмотрим подпрограмму, реализующую временную задержку 100 мс:

DELAY: MOV R1,#84 ; загрузка X

LOOPEX: MOV R2,#236 ; загрузка Y

LOOPIN: DJNZ R2,LOOPIN ; декремент R2 и внутренний цикл,

; если R2 не равно нулю

DJNZ R1,LOOPEX ; декремент R1 и внешний цикл,

; если R1 не равно нулю

MOV R3,#4 ; точная подстройка временной задержки

LOOPAD: DJNZ R3,LOOPAD ;

RET ;

Числа X и Y выбираются из соотношения T = 5+5+X(5+5Y+5)+5, где T – реализуемый временной интервал в микросекундах. Максимальный временной интервал, реализуемый таким образом, при X=Y=255 составляет 327,69 мс, т.е. приблизительно 0,3 с.

В примере два вложенных цикла реализуют временную задержку длительностью 15+84(10+5*236)=99975 мкс, а дополнительный цикл LOOPAD реализует задержку 25 мкс и тем самым обеспечивает точную подстройку временного интервала.

Временная задержка длительностью 1 с. Секунда является очень большим интервалом времени по сравнению с частотой тактирования микроконтроллера. Такие задержки сложно реализовать методом вложенных циклов, поэтому их обычно набирают из точно подстроенных задержек меньшей длительности. Например, задержку в 1 с можно реализовать десятикратным вызовом подпрограммы, реализующей задержку 100 мс:

ONESEC: MOV R3,#10 ; загрузка в R3 числа вызовов

; подпрограммы DELAY

LOOP: CALL DELAY ; задержка 100 мс

DJNZ R3,LOOP ; декремент R3 и цикл, если R3 не равно 0

Погрешность программы составляет 55 мкс.

Пример 4.5. Формирование временной задержки на основе таймеров. Недостатком программной реализации временной задержки является нерациональное использование ресурсов микроконтроллера: во время формирования задержки микроконтроллер практически простаивает, так как не может решать задачи управления объектом. В то же время аппаратурные средства микроконтроллера позволяют реализовать временные задержки на фоне основной программы работы.

При использовании таймера в МК48 можно получить временные задержки длительностью от 80 мкс до 20 мс.

Например, для реализации временной задержки 240 мкс необходимо выполнить следующие действия:

MOV A,#NOT(240/80-1) ; загрузка таймера

MOV T,A ;

STRT T ; запуск таймера

EN TCNTI ; разрешение прерывания

Появление сигнала прерывания от таймера соответствует истечению временного интервала 240 мкс. Погрешность будет составлять 7,5 мкс (время выполнения команды передачи управления по вектору прерывания и команды STOP TCNT).

Вывод: изучил структурную схему однокристального микроконтроллера ВЕ48, его центральный процессор, организацию памяти программ и данных, средства расширения памяти программ и данных; рассмотрел систему команд по пересылке и обработке данных; ознакомился с приведенными ниже примерами программ на языке ассемблера; произвел ввод, отладку и трансляцию в объектный код этих программ; выполнил программы по шагам с просмотром результатов выполнения в регистрах и оперативной памяти.