Podstawy projektowania systemów mikroprocesorowych, cz. 11.pdf

K U R S

Podstawy projektowania systemów

mikroprocesorowych, część 11

Nawet najprostsze mikrokontrolery '51 moøna wykorzystaÊ do

pomiaru wielkoúci analogowych (co prawda niezbyt dok³adnie)

i†pomiaru czasu (z tym jest znacznie lepiej). Ponadto,

stosunkowo prostymi zabiegami moøna zwiÍkszyÊ pojemnoúÊ

pamiÍci danych i†programu. O†tym, jak ìopanowaÊî te

typowe problemy piszemy w†artykule.

Komparator analogowy

mikrokontrolerÛw 89Cx051

DwudziestonÛøkowe mikrokontro-

lery firmy Atmel s¹ wyposaøone

w†wewnÍtrzny komparator analogo-

wy, ktÛrego wejúcia s¹ dostÍpne na

wyprowadzeniach linii portu P1.0

(ì+î) i†P1.1 (ì-î). W†celu zapewnie-

nia odpowiednio duøej impedancji

wejúciowej linie te s¹ pozbawione

wewnÍtrznych rezystorÛw podci¹ga-

j¹cych. Wejúciowy pr¹d up³ywu

komparatora, wed³ug danych produ-

centa, nie przekracza 10

podawane na wyprowa-

dzenia P1.0 i†P1.1 musz¹

mieúciÊ siÍ w†przedziale wartoúci

napiÍcia zasilania (pomiÍdzy GND

a†Vcc). Stan wyjúcia komparatora

(poziom wysoki lub niski) jest za-

leøny od wartoúci podanego na je-

go wejúcie napiÍcia, i†moøna go od-

czytaÊ jedynie programowo poprzez

odczyt linii portu P3.6 (ktÛra nie

jest wyprowadzona na zewn¹trz). Je-

dynka odczytana z†portu P3.6 ozna-

cza, øe napiÍcie na wyprowadzeniu

P1.0 jest wiÍksze od napiÍcia na

wyprowadzeniu P1.1. Aby korzystaÊ

z†komparatora, naleøy spe³niÊ te sa-

me warunki co przy wykorzystywa-

niu linii portÛw jako wejúÊ - linie

P1.0 i†P1.1 musz¹ byÊ programowo

ustawione w†stan 1†(o ile ich stan

zosta³ zmieniony po zerowaniu mik-

rokontrolera).

WewnÍtrzny komparator bywa

czÍsto wykorzystywany w†urz¹dze-

niach cyfrowo-analogowych, gdy za-

chodzi potrzeba okreúlenia wzajem-

nej zaleønoúci (wiÍkszy-mniejszy)

dwÛch sygna³Ûw†analogowych i†prze-

kazania tej informacji do mikrokon-

trolera. W†przypadku, gdy chcemy

przekazaÊ do mikrokontrolera infor-

macjÍ o†wartoúci napiÍcia sygna³u

analogowego, wÛwczas konieczne

jest wykorzystanie przetwornika

analogowo-cyfrowego. Jeøeli nie

chcemy wykorzystywaÊ øadnego spe-

cjalizowanego uk³adu scalonego, to

do tego celu rÛwnieø moøemy uøyÊ

wbudowanego komparatora, stosuj¹c

uk³ad jak na rys. 35 . W tym

uk³adzie jest ürÛd³o napiÍcia naras-

taj¹cego quasi liniowo (R i†C), ktÛ-

re jest doprowadzone do jednego

z†wyprowadzeÒ komparatora i†po-

rÛwnywane z†napiÍciem wejúcio-

wym. Dodatkowym elementem

powoduj¹cym roz³adowywanie kon-

densatora jest wewnÍtrzny tranzys-

tor mikrokontrolera zwieraj¹cy liniÍ

portu P1.0 do masy.

Przetwornik dzia³a w†nastÍpuj¹cy

sposÛb: po wpisaniu ì1î na liniÍ

portu P1.0 tranzystor wyjúciowy te-

go portu zostaje zatkany i†rozpoczy-

na siÍ ³adowanie kondensatora

C†poprzez rezystor R. RÛwnoczeúnie

List. 15

;;Blok inicjalizacji programu głównego

MOV TMOD,#010H

;Będziemy korzystać z licznika T1 w trybie 1

CLR P1.0

;rozładowanie kondensatora

{dalszy ciąg programu}

;;procedura przetwornika A/C

;;zwraca liczbę 16-bitową zawierającą 15-bitowy wynik pomiaru

;;(najstarszy bit równy 0) do zmiennych AC_H i AC_L

PRZETWORNIK:

MOV TL1,#0

;wyzerowanie

MOV TH1,#0

;licznika

SETB P1.0

;rozpoczęcie procesu ładowania C

SETB TR1

;i włączenie licznika

JNB P3.6,$

;czekaj dopóki komparator w stanie niskim

CLR TR1

;zatrzymaj licznik

CLR P1.0

;rozładuj kondensator

CLR C

;wyzeruj znacznik przeniesienia

MOV A,TH1

;starszy bajt licznika do akumulatora

RLC A

;przesuń w lewo przez znacznik przeniesienia

MOV AC_H,A

;zapamiętaj starsze 7 bitów

MOV A,TL1

;młodszy bajt licznika do akumulatora

RLC A

;przesuń w lewo przez znacznik przeniesienia

MOV AC_L,A

;zapamiętaj młodsze 8 bitów

RET

;powrót do programu głównego

Rys. 35

106

Elektronika Praktyczna 1/2004

A, nato-

miast napiÍcie niezrÛwnowaøenia

jest mniejsze od 20 mV. NapiÍcia

K U R S

Rys. 36

programowo zostaje uruchomiony

wewnÍtrzny licznik mikrokontrolera.

Po czasie potrzebnym na na³adowa-

nie kondensatora do wartoúci napiÍ-

cia rÛwnej napiÍciu wejúciowemu

nastÍpuje zmiana stanu na wyjúciu

komparatora, co wykorzystujemy do

zatrzymania licznika. Licznik po

zatrzymaniu zawiera liczbÍ zliczo-

nych impulsÛw proporcjonaln¹ do

wartoúci napiÍcia U we . Po pomiarze

naleøy roz³adowaÊ kondensator

(wpisanie ì0î do P1.0) i†moøna roz-

pocz¹Ê kolejny cykl pomiarowy.

Na list. 15 przedstawiono pro-

cedurÍ realizuj¹c¹ 15-bitowy prze-

twornik A/C. Na pierwszy rzut oka

moøe bezsensownym wydawaÊ siÍ

ignorowanie najmniej znacz¹cego

bitu zawartoúci licznika (wskutek

przesuniÍcia zliczonej zawartoúci

o†1†bit w†lewo), jednak po analizie

listingu widaÊ, øe ma to sens, po-

niewaø instrukcja sprawdzaj¹ca stan

komparatora JNB P3.6,$ jako in-

strukcja skoku wykonuje siÍ przez

dwa cykle maszynowe. Stan kom-

paratora jest wiÍc sprawdzany

z†czÍstotliwoúci¹ o†po³owÍ mniejsz¹

niø czÍstotliwoúÊ cykli maszyno-

wych, co powoduje, øe najmniej-

szej wykrywalnej rÛønicy napiÍÊ

dwÛch kolejnych pomiarÛw odpo-

wiadaÊ bÍd¹ stany licznika rÛøni¹-

ce siÍ w³aúnie o†dwa cykle -

najmniej znacz¹cy bit nie bÍdzie

siÍ wiÍc zmienia³ (tzn. nie da siÍ

wykryÊ zmiany), za kaødym razem

bÍdzie przyjmowa³ stan 0†lub 1†(ale

ci¹gle ten sam, zaleøny od kolej-

noúci instrukcji w†programie prze-

twornika). Dlatego w†celu uzyskania

zmiany na najm³odszym bicie na-

leøy wynik podzieliÊ przez dwa -

co jest rÛwnoznaczne z†przesuniÍ-

ciem w†lewo o†1†bit.

Jeøeli zajdzie potrzeba zwiÍksze-

nia rozdzielczoúci przetwornika, to

moøna wykorzystaÊ przerwania licz-

nika i†po kaødym wywo³aniu pro-

gramu obs³ugi przerwania zwiÍkszaÊ

o†jeden zewnÍtrzn¹ zmienn¹. W†ten

sposÛb moøna zwiÍkszaÊ rozdziel-

czoúÊ w†nieskoÒczonoúÊ, jednak

praktycznym ograniczeniem jest czas

pomiaru oraz dok³adnoúÊ kompara-

tora i†uøytych elementÛw. Rozdziel-

czoúÊ moøliwa do uzyskania przy

uøyciu samego timera jest i†tak

wiÍksza niø dok³adnoúÊ wbudowa-

nego komparatora, co powoduje ko-

niecznoúÊ jego kalibracji oddzielnie

dla kaødego egzemplarza mikrokon-

trolera.

Uk³ad o schemacie z rys. 35

dzia³a poprawnie do napiÍcia wej-

úciowego w†zakresie od 0,3 V†do

po³owy napiÍcia zasilania. Powyøej

tej wartoúci silnie zaznacza siÍ nie-

Elektronika Praktyczna 1/2004

107

K U R S

List. 16

;;Odczyt stanów linii układu U4 (adres 0xB000)

MOV DPTR,#0B000H ;wpis adresu do rejestru indeksowego

CLR A

;wyzerowanie akumulatora

a†ograniczeniem gÛrnym jest liczba

moøliwych do uøycia linii adreso-

wych (choÊ i†to ograniczenie moø-

na wyeliminowaÊ przez do³¹czenie

dodatkowych uk³adÛw logicznych

tworz¹cych dekoder adresu). Odczyt

stanu linii na wejúciach konkretne-

go bufora wymaga wykonania od-

czytu z†pamiÍci programu (aktywa-

cja linii PSEN) spod odpowiednie-

go adresu (poziom niski pojawiaj¹-

cy siÍ na liniach A14, A13 lub

A12). Waøne jest, aby podawany

adres nie powodowa³ jednoczesne-

go wyzerowania kilku linii obs³u-

guj¹cych bufory, gdyø spowoduje to

wyst¹pienie konfliktu na magistrali.

Naleøy teø pamiÍtaÊ, aby adres ten

by³ wyøszy niø maksymalny moøli-

wy adres wewnÍtrznej pamiÍci pro-

gramu, gdyø tylko wtedy uk³ad ste-

rowania mikrokontrolera prze³¹czy

siÍ na odczyt pamiÍci zewnÍtrznej.

Ci¹g instrukcji pozwalaj¹cy na od-

czyt stanu poszczegÛlnych buforÛw

przedstawiono na list. 16 .

Po dodaniu do prezentowanego

uk³adu kolejnych zatrzaskÛw (np.

74LS573) oraz dodatkowego uk³adu

logicznego moøliwe jest rÛwnieø

zbudowanie portu wyjúciowego (sy-

muluj¹cego pamiÍÊ danych). Zasto-

sowanie uk³adu buforÛw dwukierun-

kowych umoøliwi budowÍ portu

dwukierunkowego.

Naleøy zwrÛciÊ uwagÍ, øe pre-

zentowany sposÛb, choÊ powszech-

nie stosowany w†sytuacjach nie-

doboru portÛw wyjúciowych mikro-

kontrolera wskutek do³¹czenia pa-

miÍci zewnÍtrznej, nie ma sensu

w†przypadku nie instalowania takiej

pamiÍci.

MOVC A,@A+DPTR

;odczyt z pamięci programu o adresie z DPTR

; stan linii wejściowych U4 pojawia się w A

;;Pozostałe układy odczytujemy identycznie, wpisując odpowiedni adres do DPTR

liniowoúÊ charakterystyki ³adowania

kondensatora ze ürÛd³a napiÍ-

ciowego (pr¹d nie jest sta³y), nato-

miast poniøej 0,3 V†moøe byÊ od-

czuwalny wp³yw napiÍcia odk³ada-

j¹cego siÍ na tranzystorze roz³ado-

wuj¹cym. Dok³adnoúÊ pomiaru moø-

na polepszyÊ stosuj¹c ³adowanie

kondensatora ze ürÛd³a pr¹dowego

(liniowoúÊ charakterystyki ³adowania

w†czasie) oraz dobudowuj¹c obwÛd

roz³adowania kondensatora z†zewnÍt-

rznym tranzystorem, najlepiej typu

MOSFET o†ma³ej rezystancji otwar-

tego kana³u (zejúcie jak najbliøej

wartoúci 0†V).

Wartoúci elementÛw R†i†C†(czy

ürÛd³a pr¹dowego) nie wp³ywaj¹ na

dok³adnoúÊ pomiaru, waøne jest je-

dynie uøycie elementÛw o†dobrej

stabilnoúci czasowej i†temperaturo-

wej w†celu uzyskania powtarzalnoú-

ci wynikÛw pomiarÛw. Jeøeli

w†uk³adzie jest uøyty mikrokontro-

ler 89C5x nieposiadaj¹cy wbudowa-

nego komparatora, to przetwornik

A/C moøemy zbudowaÊ dodaj¹c ze-

wnÍtrzny komparator. Najlepiej do

tego celu nadaj¹ siÍ niskonapiÍcio-

we (niskie, pojedyncze napiÍcie za-

silania) wzmacniacze operacyjne

rail-to-rail (waøne ze wzglÍdu na

zakres pomiarowy). Uzyska siÍ wte-

dy rÛwnieø o†wiele lepsze paramet-

ry niø przy wykorzystaniu kompa-

ratora wbudowanego.

Na rys. 36 przedstawiono sche-

mat uk³adu z†zewnÍtrzn¹ pamiÍci¹

danych oraz z†dodatkowymi porta-

mi wejúciowymi ìudaj¹cymiî ze-

wnÍtrzn¹ pamiÍÊ programu.

Uk³ad dzia³a nastÍpuj¹co: mik-

rokontroler U1 wspÛ³pracuje ze

standardowo do³¹czonym uk³adem

zatrzasku mniej znacz¹cej po³Ûwki

adresu U2 (74LS573). Przy dostÍ-

pie do pamiÍci zewnÍtrznej port

P0 dzia³a inaczej niø podczas pra-

cy typowej i†nie wymaga stosowa-

nia rezystorÛw podci¹gaj¹cych. Za-

trzaúniÍta po³Ûwka adresu wraz

z†doprowadzonymi bezpoúrednio

z†mikrokontrolera siedmioma kolej-

nymi liniami adresowymi jest do-

prowadzona do uk³adu pamiÍci

RAM 62256 (32 kB pojemnoúci).

Do pamiÍci doprowadzone s¹ rÛw-

nieø wygna³y steruj¹ce zapisem

i†odczytem. Uk³ad jest uaktywnia-

ny tylko wtedy, gdy na linii adre-

sowej A15 (P2.7) wystÍpuje poziom

niski (dostÍp do pierwszych 32kB

pamiÍci). Wraz z†pamiÍci¹ do szy-

ny danych mikrokontrolera do³¹czo-

ne s¹ trzy uk³ady wzmacniaczy bu-

forowych (U4, U5, U6 - 74LS541),

ktÛrych wejúcia stanowi¹ dodatko-

we linie wejúciowe systemu. Oczy-

wiúcie takich buforÛw moøe byÊ

do³¹czonych wiÍcej lub mniej - ich

liczba zaleøy wy³¹cznie od potrzeb,

Obs³uga pamiÍci zewnÍtrznej

Mikrokontrolery 89C5x, podobnie

jak 8051, umoøliwiaj¹ wspÛ³pracÍ

z†zewnÍtrzn¹ pamiÍci¹ danych i†pro-

gramu. Do³¹czenie zewnÍtrznej pa-

miÍci danych jest stosowane

w†przypadku programÛw wykonuj¹-

cych operacje na duøych zbiorach

liczb niemieszcz¹cych siÍ w†pamiÍ-

ci wewnÍtrznej. ChoÊ do³¹czanie ze-

wnÍtrznej pamiÍci programu wydaje

siÍ zbÍdne ze wzglÍdu na wbudo-

wan¹ w†mikrokontrolery Atmel

(a†takøe w†mikrokontrolery innych

producentÛw) pamiÍÊ Flash (chyba

øe okaøe siÍ ona za ma³a), to jed-

nak moøliwoúci, jakie daje utworze-

nie systemowych szyn danych, ad-

resu i†steruj¹cej mog¹ byÊ z†powo-

dzeniem wykorzystane do komuni-

kacji z†innymi uk³adami.

Rys. 37

108

Elektronika Praktyczna 1/2004

K U R S

WÛwczas moøna zastosowaÊ roz-

wi¹zania bazuj¹ce na standardowej

obs³udze portÛw, np. traktuj¹c port

P0 jako magistralÍ danych, a†port

P1 czy inny jako magistralÍ adreso-

wo/steruj¹c¹. Pozwala to na ³atwiej-

sze i†efektywniejsze pisanie progra-

mu (eliminacja czasoch³onnych in-

strukcji MOV DPTR,#... czy MOVC

lub MOVX). OszczÍdza teø linie

portÛw†mikrokontrolera, gdyø na ob-

s³ugÍ takiej realizowanej programo-

wo magistrali systemowej przezna-

czamy tyle linii portÛw, ile na-

prawdÍ potrzeba (zamiast dwÛch

pe³nych portÛw†P0 i†P2 i†kilku linii

dodatkowych.

List. 17

;;;Inicjacja liczników

MOV TMOD,#025H

;T1 - timer, tryb 2, T0 - licznik, tryb 1

MOV TH1,#6

;wartość początkowa po przeładowaniu T1

CLR STOP

;zerowanie bitu informującego o końcu pomiaru

SETB EA

;włączenie układu przerwań

SETB ET1

;włączenie przerwania timera T1

CLR P3.3

;blokada zliczania

CLR P3.2

;zwolnienie resetu

SETB TR0

;włączenie zliczania T0 (działa blokada zewnętrzna)

{......}

;;procedura pomiaru częstotliwości

POMIAR:

MOV DZIEL1,#200

;inicjacja dodatkowych

MOV DZIEL2,#20

;dzielników częstotliwości (czas pomiaru 1s)

MOV TH0,#0

;inicjacja

MOV TL0,#0

;wartości początkowych

MOV TL1,#6

;liczników

SETB P3.2

;zerowanie liczników

CLR P3.2

;zewnętrznych

Zliczanie impulsÛw

zewnÍtrznych przez

wewnÍtrzne liczniki

Wbudowane w†mikrokontrolery

'51 liczniki T0 i†T1 (oraz T2

w†wersji '52) zazwyczaj bywaj¹ uøy-

wane jako timery, tzn. zliczaj¹ im-

pulsy o†czÍstotliwoúci cyklu maszy-

nowego mikrokontrolera. Czasami

przydatne jest wykorzystanie tych

licznikÛw do zliczania impulsÛw

doprowadzonych z†zewn¹trz do wy-

prowadzeÒ mikrokontrolera, oznaczo-

nych jako T0, T1 i†T2 (odpowied-

nio dla kolejnych licznikÛw). Wej-

úcia te staj¹ siÍ ürÛd³em impul-

sÛw†zliczanych przez liczniki po

ustawieniu (poziom wysoki) bitÛw

C/T rejestru TMOD (C/T2 rejestru

T2CON dla '52). ZwiÍkszanie zawar-

toúci danego licznika odbywa siÍ

przy wyst¹pieniu zbocza opadaj¹ce-

go na odpowiadaj¹cym mu wejúciu.

Zliczanie impulsÛw zewnÍtrznych

ma pewne ograniczenia czÍstotliwoú-

ciowe. Stany linii T0, T1 i†T2 od-

czytywane s¹ synchronicznie z†cyk-

lem maszynowym mikrokontrolera,

a†wykrycie zbocza opadaj¹cego

(zwiÍkszenie zawartoúci licznika)

wymaga wykrycia poziomu wysokie-

go w†jednym cyklu i†niskiego

w†drugim. St¹d maksymalna czÍstot-

liwoúÊ sygna³u o†wype³nieniu 50%

doprowadzonego do zewnÍtrznych

wejúÊ licznikÛw musi byÊ mniejsza

niø 1/24 czÍstotliwoúci taktowania

procesora (co daje czÍstotliwoúÊ zli-

czanych impulsÛw 1†MHz przy za-

stosowaniu kwarcu 24 MHz). Jeøeli

wspÛ³czynnik wype³nienia by³by

rÛøny od 50%, wÛwczas decyduje

czas trwania krÛtszej fazy - co naj-

mniej 12 taktÛw zegara (1 cykl ma-

szynowy).

W oparciu o zliczanie impulsÛw

zewnÍtrznych (w okreúlonej bramce

czasowej) dzia³aj¹ wszystkie cyfro-

CLR STOP

;wyzerowanie bitu STOP

SETB P3.3

;włączenie bramki

SETB TR1

;włączenie licznika T1

JNB STOP,$

;oczekiwanie na zakończenie pomiaru

CLR TR1

;wyłączenie licznika T1

MOV WYNIK1,P1

;zapamiętanie pierwszego bajtu wyniku

MOV WYNIK2,TL0

;zapamiętanie drugiego bajtu wyniku

MOV WYNIK3,TH0

;zapamiętanie drugiego bajtu wyniku

RET

;powrót do programu głównego

;;;obsługa przerwania licznika T1

INT_T1:

PUSH PSW ;zachowanie PSW na stosie

DJNZ DZIEL1,DALEJ ;zmniejszenie zawartości dzielnika

;i skok jeżeli nie zero

MOV DZIEL1,#200 ;inicjacja zawartości dzielnika

DJNZ DZIEL2,DALEJ ;zmniejszenie zawartości drugiego dzielnika

;i skok jeżeli nie zero

CLR P3.3

;wyłączenie bramki

SETB STOP

;ustawienie bitu STOP (minęła 1 sekunda)

DALEJ1:

POP PSW

;pobranie PSW ze stosu

RETI

;powrót do programu głównego

we czÍstoúciomierze. Nic zatem nie

stoi na przeszkodzie, aby taki czÍs-

toúciomierz zbudowaÊ w†oparciu

o†mikrokontroler '51.

Schemat jednej z†najprostszej re-

alizacji takiego przyrz¹du mierz¹ce-

go czÍstotliwoúÊ przedstawiono na

rys. 37 . Zawiera jedynie elementy

zwi¹zane z†pomiarem czÍstotliwoúci

- aby uzyskaÊ gotowy przyrz¹d, na-

leøa³oby do³¹czyÊ przynajmniej

uk³ad wyúwietlacza lub komunika-

cji z†PC i†odpowiednio go oprogra-

mowaÊ.

G³Ûwnym elementem czÍstoúcio-

mierza jest oczywiúcie mikrokontro-

ler, ktÛry realizuje program steruj¹-

cy pomiarem oraz wykorzystuje

wbudowany licznik T0 do zliczania

impulsÛw zewnÍtrznych. W†celu

zwiÍkszenia maksymalnej wartoúci

mierzonej czÍstotliwoúci, przed wej-

úciem licznika T0 w³¹czono 8-bito-

wy licznik binarny zbudowany

z†dwÛch uk³adÛw 7493. Wyjúcia te-

go licznika do³¹czone s¹ do portu

P1, co umoøliwia odczyt ich zawar-

toúci. Przed wejúciem licznika 7493

w³¹czono wzmacniacz zbudowany

na tranzystorze bipolarnym, co po-

zwala na uzyskanie czu³oúci rzÍdu

kilkuset mV. Dioda D1 zabezpiecza

przed ujemnymi po³Ûwkami

napiÍcia doprowadzonego sygna³u.

Sygna³ z†tranzystora jest z†sygna³em

z†linii P3.3 po³¹czony galwanicznie

(iloczyn ìna drucieî), co umoøliwia

bramkowanie wejúcia licznika. Mik-

rokontroler generuje sygna³ zerowa-

nia zewnÍtrznych licznikÛw na li-

nii P3.2. Na list. 17 przedstawiono

program realizuj¹cy pomiar czÍstot-

liwoúci z†wykorzystaniem licznika

T1 jako generatora podstawy czasu

(bramki czasowej). Ustawienia rejes-

trÛw licznika obliczono dla czÍstot-

liwoúci kwarcu 12 MHz.

Program dzia³a nastÍpuj¹co: po

inicjacji licznikÛw mikrokontrolera

wejúcie do procedury pomiaru czÍs-

totliwoúci powoduje wyzerowanie

licznika impulsÛw zewnÍtrznych

Elektronika Praktyczna 1/2004

109

K U R S

(T0), zainicjowanie wartoúci pocz¹t-

kowej licznika (timera) podstawy

czasu (bramki czasowej T1) oraz

wspÛ³pracuj¹cych z†nim komÛrek

pamiÍci wykorzystywanych do prze-

chowywania stanu dodatkowych

dzielnikÛw†koniecznych do uzyska-

nia czasu bramkowania rÛwnego

jednej sekundzie (ze wzglÍdu na

zbyt ma³¹ pojemnoúÊ licznika). Wy-

konywane jest rÛwnieø zerowanie

licznikÛw zewnÍtrznych (impulsem

wygenerowanym na P3.2). Po tym

nastÍpuje odblokowanie bramki (li-

nia P3.3) i†w³¹czenie odmierzania

czasu impulsu bramkuj¹cego (w³¹-

czenie timera T1). Pomiar przepro-

wadzany jest do czasu, aø poprzez

procedurÍ obs³ugi przerwania zosta-

nie ustawiony bit STOP. WÛwczas

nastÍpuje zablokowanie bramki

i†licznika czasu bramkuj¹cego oraz

zapamiÍtanie wyniku pomiaru zarÛ-

wno z†licznikÛw zewnÍtrznych, jak

i†licznika wewnÍtrznego.

Pomiar trwa jedn¹ sekundÍ.

Maksymalna mierzona czÍstotliwoúÊ

zaleøy od szybkoúci zastosowanych

licznikÛw zewnÍtrznych (podzia³

przez 256 umoøliwia prawid³ow¹

pracÍ licznika wewnÍtrznego do

czÍstotliwoúci wejúciowych ponad

100 MHz), z†tym øe w†przedstawio-

nym programie czÍstotliwoúÊ mie-

rzona jest w†24-bitowym liczniku

(16 bitÛw licznika wewnÍtrznego

i†8†zewnÍtrznego), co pozwala na

przedstawienie z†rozdzielczoúci¹

1†Hz maksymalnej czÍstotliwoúci

rÛwnej 16777215 Hz (ponad

16†MHz). W†celu zwiÍkszenia d³u-

goúci licznika naleøa³oby wykorzys-

taÊ flagÍ przepe³nienia licznika TF0

(lub procedurÍ obs³ugi przerwania)

i†zrealizowaÊ dodatkowy licznik

programowy - dodanie zmiennej 8-

bitowej utworzy³oby licznik 32-bi-

towy, ktÛrego pojemnoúÊ przekracza

juø†moøliwoúci sprzÍtu (taki licznik

przepe³nia³by siÍ w czasie 1 s

przy czÍstotliwoúci ponad 4†GHz).

Przedstawiona procedura pomiaru

nie uwzglÍdnia b³ÍdÛw zwi¹zanych

ze skoÒczonym czasem wykonywa-

nia siÍ instrukcji w†momentach

uruchamiania i†zatrzymywania pro-

cedury pomiarowej - bezwzglÍdna

wartoúÊ b³Ídu wzrasta wraz z†war-

toúci¹ mierzonej czÍstotliwoúci, co

w†przypadku dok³adnych pomiarÛw

powinno byÊ uwzglÍdnione w po-

staci poprawki wprowadzanej do

wyniku.

Moøliwe jest teø wykorzystanie

wyprowadzenia P3.3/INT1 jako ste-

ruj¹cego prac¹ licznika T1 (ustawie-

nie bitu GATE w†rejestrze TMOD

dla licznika T1) i†do³¹czenie go do

linii steruj¹cej sygna³em bramkowa-

nia (konieczna zmiana funkcji wy-

prowadzeÒ) - powoduje to jednak

zwiÍkszenie zapotrzebowania uk³adu

o†jedno wyprowadzenie mikrokontro-

lera, co moøe nie byÊ bez znacze-

nia w†przypadku ìma³ychî Atmeli.

W†takiej konfiguracji bit TR1 usta-

wiamy na sta³e na ì1î, a†licznik T0

jest synchronizowany z bramki

czasowej, co zmniejsza b³Ídy zwi¹-

zane z†sekwencyjnym, a†nie jedno-

czesnym wykonaniem instrukcji w³¹-

czenia licznika i†w³¹czenia bramki.

Pawe³ Hadam, EP

pawel.hadam@ep.com.pl

110

Elektronika Praktyczna 1/2004

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: