Projekt: Dvojosí akcelerometer B

Dvojosí akcelerometer

• Vypracovali:

Bc. Lukáš Topoli

Bc. Edvin Virág

• Študijný odbor: Aplikovaná mechatronika
• Ročník: 2. Ing.

Zadanie

1. Zobrazte na LCD náklon dosky v dvoch osiach zmeraný snímačom Memsic (meranie šírky impulzov).
2. Implementujte rolovanie dlhého textu na LCD displeji podľa náklonu.

Akcelerometer

MEMSIC 2125 je low-cost tepelný akcelerometer. Snima v dvoch osiach: náklon, zrýchlenie pri kolízii, statické a dynamické zrýchlenie, natočenie a vibrácie s rozsahom ±3g.

Obr. 1: Dvojosí akcelerometer Memsic 2125

Základné parametre:

• Meranie zrýchlenia s rozsahom ±3 g na oboch osiach
• Jednoduchý impulzný výstup pre obe osi
• Analógový výstup teploty (Tout pin)
• Rozsah prevádzkových teplôt 0 až 70 °C
• Rozsah napájacieho napätia: 3,3 – 5 V
• Komunikácia: TTL/CMOS kompatibilné 100Hz PWM výstupný signál je úmerný zrýchleniu

Piny akcelerometra:

Obr. 2: Piny akcelerometra

Výstupy akcelerometra: 1 Tout teplota 2 Yout PWM výstup osi Y 3 GND Uzemnenie (0 V) 4 GND Uzemnenie (0 V) 5 Xout PWM výstup osi X 6 Vdd Napájacie napätie (5 V)

Riešenie úlohy

Zapojenie akcelerometra na vývojovej doske acrob:

Obr. 3: Zapojenie akcelerometra

Každá z osí akcelerometra generuje na výstupe 100Hz PWM signál. Strieda signálu záleží od smeru a veľkosti zrýchlenia.

Obr. 4: PWM modulácia

Zrýchlenie je úmerné podielu tHx/Tx. Pri napájacom napätí 5 V, 50% pracovného cyklu zodpovedá nulovému zrýchleniu 0g.

Obr. 5:

Počítadlo je 16 bitové to je 56536 vzoriek, pri 16MHz musí byť preddelička minimálne clk/8 (20 000vzoriek/10ms). Preddelička je nastavená na clk/8. Teda 16MHz/8 = 2 MHz frekvencia vzorkovania, teda 20 000 vzoriek za 10ms. Presnosť akcelerometra je 1 mg to znamená 4 000 vzoriek v jeho rozsahu +/-2g (10ms). Keďže 20 000(presnosť 0,2mg) > 4 000 presnosť merania je 1mg. (V prípade použitia preddeličky clk/16 by bola presnosť 1,6mg).

Tok textu v osi x je zabezpečený posúvaním kurzoru displeja a vypísaním riadku matice. Tok textu v osi y je spravený vypísaním následujúceho riadoku matice.

Zdrojový kód

Potrebné súbory: lcd.c lcd.h AkcelerometerTopoliVirag.c‎

Kód v jayzku C:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <avr/io.h>
#include "lcd.h"
#include <avr/interrupt.h>  


		// PWM X

volatile unsigned int Xzaciatok = 0;   	
volatile unsigned int XPWM=0;
volatile unsigned int Xkoniec=0;
volatile unsigned int Xaktualne=0;
volatile long rozdielX;
volatile unsigned int dobeznaX=0;

		// PWM Y
volatile unsigned int Yzaciatok = 0;   	
volatile unsigned int YPWM=0;
volatile unsigned int Ykoniec=0;
volatile unsigned int Yaktualne=0;
volatile long rozdielY;
volatile unsigned int dobeznaY=0;


FILE mystdout = FDEV_SETUP_STREAM(lcdDataWrite, NULL, _FDEV_SETUP_WRITE);		// nová funkcia pre jeden znak

unsigned char pole[8][16]={"1x65456798776549","2xMOIJNKZHGFRTWD","3xjkreiooasjkrpl","4x@#$%^&*()_+}|:","5x65456798776549","6xMOIJNKZHGFRTWD","7xjkreiooasjkrpl","8x@#$%^&*()_+}|:"};

ISR(PCINT0_vect)					//  X prerušenie
{
//hodnota countra pri prerušení
Xaktualne=TCNT1;						

			// dobežná hrana
if (!(PINB & 0b00100000))	
	// sirka impulzu dobezna
	{
	dobeznaX=Xaktualne;		
	XPWM=dobeznaX-Xzaciatok;
	}
	else
	// sirka impulzu nabezna
	{
					
	Xkoniec=Xzaciatok;
	Xzaciatok=Xaktualne;
	rozdielX=Xzaciatok-Xkoniec;
	}
}

ISR(PCINT1_vect)					//  Y prerušenie
{
//hodnota countra pri prerušení
Yaktualne=TCNT1;			

// nábežná hrana
if (PINC & 0b00000001)					
	// sirka impulzu nabezna
	{
		Ykoniec=Yzaciatok;				
	Yzaciatok=Yaktualne;
	rozdielY=Yzaciatok-Ykoniec;
	}
	else
	// sirka impulzu dobezna
	{
	dobeznaY=Yaktualne;				
		YPWM=dobeznaY-Yzaciatok;
	}
}



	//oneskorenie, milisekundy

void delay_ms(unsigned int ms)			
{
  unsigned int index;

  while (ms)
  {
  index = F_CPU / 19040;    				
        
   while (index)
   {
    asm volatile ("nop");
    index--;
   }

   ms--;
  }
}


int main(void)
{
	
	DDRB = 0b00000000;              			// nastav ICR - Port B, pin0  ako INPUT
	DDRC = 0b00000000;              			// nastav ICR - Port C, pin5  ako INPUT
	PCICR=0b00000011;				// nastavenie externého prerušenia
	PCIFR=0b00000011;			
	PCMSK1=0b00000001;
	PCMSK0=0b00100000;

 TCCR1B = 0b11000010;               			// T1 clk = F_CPU : 1024, falling edge pin ICP1,
 TCCR1A = 0b00000000;                			// T1 in timer mode !! Note: if You omit this, TCNT1 will be only 8-bit !!
  TCNT1 = 0x0000;           				// inicializácia poèítadla (16-bit! Low+High bytes)
lcdInit4();
 stdout = &mystdout;           				// Odteraz funguje printf();
sei();                    				// povolenie všetkých prerušení  

int i=0,j=0;


int cislo=0;
int k1=0;

for(;;){

//dozadu
if (YPWM > 10000){
cislo=12000-((YPWM-rozdielY)+20000);
if (cislo<=0)
cislo=0;
lcdControlWrite(1<<LCD_CLR);
lcdControlWrite(0x80);
lcdControlWrite(0x80+4+k1);
for(i=0;i<10;i++){
lcdDataWrite(pole[j][i]);
}

lcdControlWrite(0x80+0x40+4+k1);
for(i=0;i<10;i++){
lcdDataWrite(pole[j+1][i]);
}

delay_ms(cislo);
j++;
if(j==7)
j=0;
}
//dopredu
if (YPWM < 9000){
cislo=12000-(rozdielY-YPWM);
if (cislo<=0)
cislo=0;
lcdControlWrite(1<<LCD_CLR);
lcdControlWrite(0x80);
lcdControlWrite(0x80+4+k1);
for(i=0;i<10;i++){
lcdDataWrite(pole[j][i]);
}

lcdControlWrite(0x80+0x40+4+k1);
for(i=0;i<10;i++){
lcdDataWrite(pole[j+1][i]);
}
delay_ms(cislo);
j--;
if(j<0)
j=6;
}
//doprava
if (XPWM > 10000){
cislo=12000-((XPWM-rozdielX)+20000);
if (cislo<=0)
cislo=0;
lcdControlWrite(1<<LCD_CLR);
lcdControlWrite(0x80);
lcdControlWrite(0x80+4+k1);
for(i=0;i<10;i++){
lcdDataWrite(pole[j][i]);
}

lcdControlWrite(0x80+0x40+4+k1);
for(i=0;i<10;i++){
lcdDataWrite(pole[j+1][i]);
}
delay_ms(cislo);
k1++;
if(k1==4)
{
k1=-4;
}
}
//dolava
if (XPWM < 9000){
cislo=12000-(rozdielX-XPWM);
if (cislo<=0)
cislo=0;
lcdControlWrite(1<<LCD_CLR);
lcdControlWrite(0x80);
lcdControlWrite(0x80+4+k1);
for(i=0;i<10;i++){
lcdDataWrite(pole[j][i]);
}

lcdControlWrite(0x80+0x40+4+k1);
for(i=0;i<10;i++){
lcdDataWrite(pole[j+1][i]);
}
delay_ms(cislo);
k1--;
if(k1<=-4)
{
k1=3;
}
}
}
}