Meranie krátkych intervalov: Rozdiel medzi revíziami
Zo stránky SensorWiki
Riadok 64: | Riadok 64: | ||
Vyberte podstatné časti zdrojového kódu, použite na to prostredie ''source'': | Vyberte podstatné časti zdrojového kódu, použite na to prostredie ''source'': | ||
<source lang="c"> | |||
#define F_CPU 16000000UL //Takt potrebny na vypocet delay z kniznice delay.h | |||
#include <util/delay.h> | |||
#include <avr/io.h> | |||
#include <avr/interrupt.h> | |||
#include <stdlib.h> | |||
#include "LCDlibrary.h" | |||
//Makra na pracu s bitmi | |||
#define bit(m) ((1<<m)) | |||
#define bit_get(p,m) ((p) & bit(m)) | |||
#define bit_set(p,m) ((p) |= bit(m)) | |||
#define bits_set(p,m) ((p) |= (m)) | |||
#define bit_clear(p,m) ((p) &= ~bit(m)) | |||
#define bits_clear(p,m) ((p) &= ~(m)) | |||
#define bit_flip(p,m) ((p) ^= bit(m)) | |||
//Makra pre registre | |||
#define DDR(x) (*(&x - 1)) | |||
#define PIN(x) (*(&x - 2)) | |||
//Pre pouzitie pinu PD1 je potrebne zakazat pouzitie UARTu | |||
#define UART_DISABLE() bits_clear(UCSR0B,bit(RXEN0)|bit(TXEN0)) | |||
//Zapojenie prveho snimaca | |||
#define QTI1_PORT PORTC | |||
#define QTI1_PIN 0 | |||
#define QTI1_INIT() bit_set(QTI1_PORT,QTI1_PIN);bit_clear(DDR(QTI1_PORT),QTI1_PIN) | |||
//Zapojenie druheho snimaca | |||
#define QTI2_PORT PORTC | |||
#define QTI2_PIN 1 | |||
#define QTI2_INIT() bit_set(QTI2_PORT,QTI2_PIN);bit_clear(DDR(QTI2_PORT),QTI2_PIN) | |||
//Pouzite tlacidlo | |||
#define PB_PORT PORTD | |||
#define PB_PIN 7 | |||
//Pomocne funkcie na spustenie a zastavenie casovaca | |||
#define TIMER_STOP() bits_clear(TCCR0B,(bit(CS02)|bit(CS01)|bit(CS00)));TCNT0=0 | |||
#define TIMER_START() TCNT0+=5;bits_set(TCCR0B,(bit(CS01)|bit(CS00))) | |||
//Premenna pole obsahujuca prvky typu char, zobrazenie znakov na display | |||
char zobraz[8]={0}; | |||
volatile uint32_t milisekunda; | |||
int QTI1_stav(void) | |||
{ | |||
//Citanie logickych urovni z prveho snimaca | |||
if (bit_get(PIN(QTI1_PORT),QTI1_PIN))return 0; //Ak je na pine log 1, pred snimacom sa nic nenachadza | |||
else return 1; //V pripade ze je pred snimacom prekazka, snimac ma log 0 | |||
} | |||
int QTI2_stav(void) | |||
{ | |||
//Citanie logickych urovni z druheho snimaca | |||
if (bit_get(PIN(QTI2_PORT),QTI2_PIN))return 0; | |||
else return 1; | |||
} | |||
//Funkcia na obsluhu tlacidla | |||
uint8_t PushButton() | |||
{ | |||
bit_clear(DDR(PB_PORT),PB_PIN); //Nastavenie tlacidla na vstup | |||
uint8_t stav=0xFF; //Nestlacene tlacidlo | |||
for(uint8_t i=0;i<5;i++) | |||
{ | |||
stav &= bit_get(PIN(PB_PORT),PB_PIN); //Citanie hodnoty na pine tlacidla | |||
_delay_ms(5); //Osetrenie tlacidla na zakmity | |||
} | |||
bit_set(DDR(PB_PORT),PB_PIN); //Nastavenie portu na vystup pre pouzitie displaya | |||
return(stav); //Vysledny stav tlacidla | |||
} | |||
int main(void) | |||
{ | |||
//Inicializacne funkcie | |||
UART_DISABLE(); | |||
QTI1_INIT(); | |||
QTI2_INIT(); | |||
lcd_init(); | |||
//Odoslanie znakov na display na pozadovane suradnice | |||
lcd_puts_addr(0,"Meranie"); | |||
lcd_puts_addr(0x40,"intervalov"); | |||
_delay_ms(500); | |||
//Rotovanie displaya do lava, pretoze pouzite slovo je mimo rozsahu | |||
for (uint8_t i=0;i<10;i++) | |||
{ | |||
lcd_command(LCD_MOVE_DISP_LEFT); | |||
_delay_ms(200); | |||
} | |||
lcd_clrscr(); //Mazanie displaya | |||
lcd_puts_addr(0,"T:"); | |||
bit_set(TIMSK0,TOIE0); //Povolenie prerusenia Casovaca 0 | |||
sei(); //Globalne povolenie prerusenia | |||
while(1) | |||
{ | |||
//Testovanie stlacenia tlacidla | |||
if (PushButton()) | |||
{ | |||
milisekunda=0; //Po stlaceni tlacidla sa premenna nuluje | |||
lcd_clrscr(); //A obrazovka sa znova nastavi pre dalsie meranie | |||
lcd_puts("Restart"); | |||
_delay_ms(1000); | |||
lcd_clrscr(); | |||
lcd_puts("T:"); | |||
} | |||
//Testovanie vystupu prveho snimaca, pricom casovac nemoze bezat | |||
//Po prechode objektu pre snimacom sa spusta casovac a nasledne meranie | |||
if (QTI1_stav() && milisekunda==0) | |||
{ | |||
TIMER_START(); | |||
lcd_puts_addr(2,"Start!"); | |||
} | |||
//Testovanie vystupu druheho snimaca, pricom casovac musi bezat | |||
//Zastavenie casovaca po prechode objektu pred snimacom a nasledne zobrazenie nameranej hodnoty v ms | |||
if (QTI2_stav() && milisekunda!=0) | |||
{ | |||
TIMER_STOP(); | |||
lcd_puts_addr(2,"Koniec"); | |||
lcd_puts_addr(0x40,ultoa(milisekunda,zobraz,10)); | |||
lcd_puts("ms"); | |||
} | |||
//Pocas behu programu sa zobrazuje hodnota milisekund | |||
if (TCCR0B!=0)lcd_puts_addr(0x40,ultoa(milisekunda,zobraz,10)); | |||
} | |||
} | |||
//Obsluha prerusenia pre casovac 0 | |||
ISR(TIMER0_OVF_vect) | |||
{ | |||
TCNT0+=5; //Pre presnejsiu hodnotu (1ms) je potrebne inkrementovat register casovaca | |||
milisekunda++; //premenna obsahujuca pocet milisekund (32bit hodnota) | |||
} | |||
</source> | |||
Verzia z 13:44, 10. január 2014
Autori: | Ján Mrkvička, Jozef Kuleha | |
Študijný odbor: | Aplikovaná mechatronika | 2. Ing. (2013) |
Zadanie
C. Meranie krátkych intervalov.
Na doske Acrob s LCD displejom treba merať čas medzi dvoma udalosťami, ktoré bude predstavovať zopnutie snímačov QTI. Príkladom aplikácie môže byť meranie doby voľného pádu alebo doba kyvu kyvadla. Synchronizácia (štart) merania tlačidlom. K zapojeniu treba vypracovať dokumentáciu, popis programu, schému zapojenia displeja a riadiacej jednotky.
Literatúra:
Analýza použitých komponentov
Display
Vlastnosti:
- 2x8 LCD Displej bez podsvietenia - 4 Tlačítka - Trimer na zmenu kontrastu - Technické parametre: - Napájanie: 5 V @ 15 mA - Pripojenie: 4-Bit parallel interface (Hitachi HD44780 compatible) - Rozmery: 60 x 50 x 20 mm - Pracovná teplota: 0 až +70 °C
Schéma zapojenia:
Popis riešenia
Sem opíšete ako konkrétne ste problém vyriešili. Začnite popisom pripojenia k procesoru (nezabudnite na schému zapojenia!) a zdôraznite ktoré jeho periférie ste pritom využili.
Pozn.: Názov obrázku musí byť jedinečný, uvedomte si, že Obr1.jpg už pred vami skúsilo nahrať už aspoň 10 študentov.
Algoritmus a program
Uveďte stručný popis algoritmu, v akom jazyku a verzii vývojového prostredia ste ho vytvorili. Je vhodné nakresliť aspoň hrubú štruktúru programu napríklad vo forme vývojového diagramu. Rozsiahly program pre lepšiu prehľadnosť rozdeľte do viacerých súborov.
Vyberte podstatné časti zdrojového kódu, použite na to prostredie source:
#define F_CPU 16000000UL //Takt potrebny na vypocet delay z kniznice delay.h
#include <util/delay.h>
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <stdlib.h>
#include "LCDlibrary.h"
//Makra na pracu s bitmi
#define bit(m) ((1<<m))
#define bit_get(p,m) ((p) & bit(m))
#define bit_set(p,m) ((p) |= bit(m))
#define bits_set(p,m) ((p) |= (m))
#define bit_clear(p,m) ((p) &= ~bit(m))
#define bits_clear(p,m) ((p) &= ~(m))
#define bit_flip(p,m) ((p) ^= bit(m))
//Makra pre registre
#define DDR(x) (*(&x - 1))
#define PIN(x) (*(&x - 2))
//Pre pouzitie pinu PD1 je potrebne zakazat pouzitie UARTu
#define UART_DISABLE() bits_clear(UCSR0B,bit(RXEN0)|bit(TXEN0))
//Zapojenie prveho snimaca
#define QTI1_PORT PORTC
#define QTI1_PIN 0
#define QTI1_INIT() bit_set(QTI1_PORT,QTI1_PIN);bit_clear(DDR(QTI1_PORT),QTI1_PIN)
//Zapojenie druheho snimaca
#define QTI2_PORT PORTC
#define QTI2_PIN 1
#define QTI2_INIT() bit_set(QTI2_PORT,QTI2_PIN);bit_clear(DDR(QTI2_PORT),QTI2_PIN)
//Pouzite tlacidlo
#define PB_PORT PORTD
#define PB_PIN 7
//Pomocne funkcie na spustenie a zastavenie casovaca
#define TIMER_STOP() bits_clear(TCCR0B,(bit(CS02)|bit(CS01)|bit(CS00)));TCNT0=0
#define TIMER_START() TCNT0+=5;bits_set(TCCR0B,(bit(CS01)|bit(CS00)))
//Premenna pole obsahujuca prvky typu char, zobrazenie znakov na display
char zobraz[8]={0};
volatile uint32_t milisekunda;
int QTI1_stav(void)
{
//Citanie logickych urovni z prveho snimaca
if (bit_get(PIN(QTI1_PORT),QTI1_PIN))return 0; //Ak je na pine log 1, pred snimacom sa nic nenachadza
else return 1; //V pripade ze je pred snimacom prekazka, snimac ma log 0
}
int QTI2_stav(void)
{
//Citanie logickych urovni z druheho snimaca
if (bit_get(PIN(QTI2_PORT),QTI2_PIN))return 0;
else return 1;
}
//Funkcia na obsluhu tlacidla
uint8_t PushButton()
{
bit_clear(DDR(PB_PORT),PB_PIN); //Nastavenie tlacidla na vstup
uint8_t stav=0xFF; //Nestlacene tlacidlo
for(uint8_t i=0;i<5;i++)
{
stav &= bit_get(PIN(PB_PORT),PB_PIN); //Citanie hodnoty na pine tlacidla
_delay_ms(5); //Osetrenie tlacidla na zakmity
}
bit_set(DDR(PB_PORT),PB_PIN); //Nastavenie portu na vystup pre pouzitie displaya
return(stav); //Vysledny stav tlacidla
}
int main(void)
{
//Inicializacne funkcie
UART_DISABLE();
QTI1_INIT();
QTI2_INIT();
lcd_init();
//Odoslanie znakov na display na pozadovane suradnice
lcd_puts_addr(0,"Meranie");
lcd_puts_addr(0x40,"intervalov");
_delay_ms(500);
//Rotovanie displaya do lava, pretoze pouzite slovo je mimo rozsahu
for (uint8_t i=0;i<10;i++)
{
lcd_command(LCD_MOVE_DISP_LEFT);
_delay_ms(200);
}
lcd_clrscr(); //Mazanie displaya
lcd_puts_addr(0,"T:");
bit_set(TIMSK0,TOIE0); //Povolenie prerusenia Casovaca 0
sei(); //Globalne povolenie prerusenia
while(1)
{
//Testovanie stlacenia tlacidla
if (PushButton())
{
milisekunda=0; //Po stlaceni tlacidla sa premenna nuluje
lcd_clrscr(); //A obrazovka sa znova nastavi pre dalsie meranie
lcd_puts("Restart");
_delay_ms(1000);
lcd_clrscr();
lcd_puts("T:");
}
//Testovanie vystupu prveho snimaca, pricom casovac nemoze bezat
//Po prechode objektu pre snimacom sa spusta casovac a nasledne meranie
if (QTI1_stav() && milisekunda==0)
{
TIMER_START();
lcd_puts_addr(2,"Start!");
}
//Testovanie vystupu druheho snimaca, pricom casovac musi bezat
//Zastavenie casovaca po prechode objektu pred snimacom a nasledne zobrazenie nameranej hodnoty v ms
if (QTI2_stav() && milisekunda!=0)
{
TIMER_STOP();
lcd_puts_addr(2,"Koniec");
lcd_puts_addr(0x40,ultoa(milisekunda,zobraz,10));
lcd_puts("ms");
}
//Pocas behu programu sa zobrazuje hodnota milisekund
if (TCCR0B!=0)lcd_puts_addr(0x40,ultoa(milisekunda,zobraz,10));
}
}
//Obsluha prerusenia pre casovac 0
ISR(TIMER0_OVF_vect)
{
TCNT0+=5; //Pre presnejsiu hodnotu (1ms) je potrebne inkrementovat register casovaca
milisekunda++; //premenna obsahujuca pocet milisekund (32bit hodnota)
}
Nezabudnite však nahrať aj kompletné zdrojové kódy vášho programu!
Zdrojový kód: serial.h a main.c
Overenie
Na doske Acrob s LCD displejom sme mali merať čas medzi dvoma snímačmi, ktoré budú merať časový okamih od prechodu objektu cez prvý snímač (t1) až po prechod objektu cez druhý snímač (t2). Ako štartovacie resp. reštartovacie tlačidlo sme si zvolili posledné štvrté tlačidlo. Po nahratí programu sa nám na LCD displaji objaví text “Meranie intervalov”. Kedže tento text je príliš dlhý , aby sa zmestil do jedného riadku , pomocou cyklu FOR sme nastavili pohyblivý text, ktorý sa nám bude na displeji rotovať. Po zatlačení už spomínaného tlačidla sa nám displeji zobrazí text “Restart” aj s malým oneskorením na to text “T:”. Následné meranie začína po prechode objektu pred snímačom sa spúšťa časovač Meranie končí po prechode objektu pred snímačom a následne je nameraný čas zobrazený na displeji. Časový okamih je v milisekundách (ms).