Akordy s procesorom AVR

Záverečný projekt predmetu MIPS / LS2024 - Kristián Pauliny

Zadanie

Naprogramujte nejakú pesničku aj s akordmi (využite skutočnosť, že procesor má až tri nezávislé časovače).

Vývojová doska ACROB.

Literatúra:

• Dokumentácia k doske Acrob
• Vyskúšajte si zmerať reakciu on-line

Analýza a opis riešenia

Opíšte sem čo a ako ste spravili, ak treba, doplňte obrázkami...

Zapojenie, vypracovanie je inšpirované cvičením 5 – Generovanie tónov, kde sme dostali funkčný program, v ktorom stačilo len “naprogramovať melódiu“.

Hranie tónov cez AVR je založené na vstavaných perifériách – počítadlá v stave CTC (Clear Timer on Compare Match). Budem používať všetky 3 nezávislé počítadlá (T0, T1, T2) – konkrétne ich výstupy OC0A, OC1A, OC2A (Output Compare Register) na riadenie výšky tónov. Nastavenie počítadiel vysvetlím konkrétne ako pre počítadle T0 – po pochopení jedného sa proces dá zopakovať aj pri ostatných.

Počítadlo T0 je 8-bitové. Cez registre TCCR0A a TCCR0B (Timer/Counter control register) možno nastaviť jeho preddeličku, PWM mód a hlavne režim generovania priebehu. Do TCCR0A a TCCR0B ide číslo ktorým nastavujeme počítadlo (8-miestny kód v binárnej sústave alebo to isté číslo prepočítané do inej sústavy). Viem, že potrebujem pre počítadlo nastaviť:

- Toggle OC0A on compare match – oživiť register OC0A - Normal port operation, OC0B disconnected – register OC0B nechať vypnutý - CTC – režim počítadla Clear Timer on Compare Match - Preddelička 256 – ako “rýchlo“ má počítať

V tabuľkách DataSheetu dohľadám ako treba nastaviť podregistre COM0A1, COM0A0, COM0B1, COM0B0, WGM02, WGM01, WGM00, CS02, CS01, CS00 a zadám ich dokopy do registrov TCCR0A a TCCR0B podľa rozloženia: (obrázok)

Forma rozpoloženia podregistrov v registroch TCCR0A a TCCR0B.

Pre počítadlo T0 majú byť TCCR registre nastavené nasledovne: TCCR0A = 0b01000010; TCCR0A = 0b00000100; Register OCR0A je priamo napojený na katódu (pozitívnu nožičku) pasívneho meniča. Anóda meniča je pripojená na zem. Do registra OCR0A však nemôžem v AVR kóde napísať skutočnú frekvenciu zvuku ako mechanického vlnenia v prírode, ale treba ju prepočítať. Tento prepočet je daný jednoduchým vzťahom:

Forma rozpoloženia podregistrov v registroch TCCR0A a TCCR0B.

Kde platí: - fOCnx je skutočná frekvencia zvuku (napr. komorné “a“ = 440Hz) - fclkIO je frekvencia oscilátora procesora – v prípade Arduina UNO (procesor ATmega328P) je to 16MHZ - N je preddelička – 256 - OCRnx je hľadaná hodnota reprezentujúca skutočnú frekvenciu, pri konkrétnej preddeličke skompilovateľná cez AVR Tento prevod za mňa dokáže urobiť jednoduchý, šikovný program AVRcalc (https://sourceforge.net/projects/avrcalc/). Stačí vybrať hore v záložkách 8-bit Timer, Mode nechať na Clear Timer on Compare Match, Prescaler zmeniť na 256, Clock zadať ako 16 000 000 a hýbať so sliderom v riadku Compare kým v riadku Frequency nebude moja želaná frekvencia. Hodnota v riadku Compare ide do registra OCR0A.

Forma rozpoloženia podregistrov v registroch TCCR0A a TCCR0B.

Algoritmus a program

Algoritmus programu je....

AVR C-codefilename.h

#include <avr/io.h>

int main(void)
{
  unsigned int measuredValue;

  while (1)
  {
    /*  relax  */  
  }

  return(0);
}

#include <avr/io.h>

void adc_init(void);                                   // A/D converter initialization

unsigned int adc_read(char a_pin);

Pridajte sem aj zbalený kompletný projekt, napríklad takto (použite jednoznačné pomenovanie, nemôžeme mať na serveri 10x zdrojaky.zip:

Zdrojový kód: zdrojaky.zip

Overenie

Na používanie našej aplikácie stačia dve tlačítka a postup používania je opísaný v sekcii popis riešenia. Na konci uvádzame fotku záverečnej obrazovky pred resetom. Vypísaný je tu priemerný čas a najlepší čas.

Aplikácia.

Video:

Kľúčové slová 'Category', ktoré sú na konci stránky nemeňte.