Operácie

1-Riadková kamera TSLR1401: Rozdiel medzi revíziami

Z SensorWiki
Riadok 58: Riadok 58:
 
<center>'''Obr. 5.''' Schéma zapojenia kamery TSL1410_DB</center>
 
<center>'''Obr. 5.''' Schéma zapojenia kamery TSL1410_DB</center>
  
 +
Kód v jayzku C:
 +
<source lang="c">
  
 +
#include <stdio.h>
 +
#include <avr/io.h>
 +
#include <avr/interrupt.h>
 +
#include <util/delay.h>
 +
#include "kamera.h"
 +
 +
 +
/* Global macros */
 +
#define sbit(var, bit) var |= (1 << bit);
 +
#define cbit(var, bit) var &= ~(1 << bit);
 +
#define rbit(var, bit) ((var & (1 << bit)) != 0)
 +
#define CONCAT(a, b) a ## b
 +
#define DDR(port) CONCAT(DDR, port)
 +
#define INPORT(port) CONCAT(PIN, port)
 +
#define OUTPORT(port) CONCAT(PORT, port)
 +
 +
 +
/* Program-specific macros */
 +
#define cam_clk_high() sbit(OUTPORT(CLK_PORT), CLK_PIN)
 +
#define cam_clk_low() cbit(OUTPORT(CLK_PORT), CLK_PIN)
 +
#define cam_si_high() sbit(OUTPORT(SI_PORT), SI_PIN)
 +
#define cam_si_low() cbit(OUTPORT(SI_PORT), SI_PIN)
 +
 +
static int usart_putchar(char c, FILE *stream);
 +
static FILE mystdout = FDEV_SETUP_STREAM(usart_putchar, NULL, _FDEV_SETUP_WRITE);
 +
 +
/* Global variables */
 +
volatile unsigned char _integrationTime = 10; // in milliseconds
 +
unsigned char _data[128];
 +
 +
// Send char over USART
 +
static int usart_putchar(char c, FILE *stream) {
 +
    // add '\r' before '\n'
 +
//if (c == '\n') usart_putchar('\r', stream);
 +
// wait for empty transmit buffer
 +
while ( !(UCSR0A & (1 << UDRE0)) );
 +
// send char
 +
UDR0 = c;
 +
return 0;
 +
}
 +
 +
 +
// Send char over USART
 +
void usart_send_char(unsigned char ch) {
 +
// wait for empty transmit buffer
 +
while ( !(UCSR0A & (1 << UDRE0)) );
 +
// send char
 +
UDR0 = ch;
 +
}
 +
 +
// Read the 8 most significant bits
 +
// of the AD conversion result
 +
unsigned char read_adc() {
 +
// Start the AD conversion
 +
ADCSRA |= (1 << ADSC);
 +
// Wait for the AD conversion to complete
 +
while ((ADCSRA & (1 << ADIF)) == 0);
 +
// Clear flag
 +
ADCSRA |= (1 << ADIF);
 +
return ADCH;
 +
}
 +
 +
// RX Complete handler
 +
ISR (USART_RX_vect) {
 +
 +
// received character is set as integration time in [ms], max 100
 +
unsigned char ch;
 +
ch = UDR0;
 +
if (ch > 100) ch = 100;
 +
 +
_integrationTime = ch;
 +
}
 +
 +
 +
// Main loop
 +
int main(void)
 +
{
 +
// Pin config
 +
sbit(DDR(CLK_PORT), CLK_PIN); // CLK out
 +
sbit(DDR(SI_PORT), SI_PIN); // SI out
 +
cbit(DDR(A0_PORT), A0_PIN); // analog in
 +
 +
 +
// Configure UART
 +
// - parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity
 +
// - baud rate: 19200
 +
UCSR0B = (1 << RXCIE0) | (1 << RXEN0) | (1 << TXEN0);
 +
UCSR0C = (1 << UCSZ01) | (1 << UCSZ00);
 +
UBRR0 = 51; // @16MHz, 0.2% error
 +
 +
 +
// ADC initialization
 +
// - ADC clock frequency: F_CPU / 128 (125kHz @ 16MHz)
 +
// - reference: AVcc with external cap
 +
// - channel: as defined in A0_PIN
 +
// - result left adjusted!
 +
ADMUX = (1 << REFS0) | (1 << ADLAR) | A0_PIN;
 +
ADCSRA = (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1) | (1 << ADPS0);
 +
 +
    // Redirect STDOUT to USART
 +
stdout = &mystdout;
 +
 +
// Interrupt global enable
 +
sei();
 +
 +
// Init StampPlot
 +
printf("!PNTS 128\r");
 +
printf("!PLOT ON\r");
 +
printf("!MAXR\r");
 +
printf("!AMAX 255\r");
 +
printf("!TMAX 1\r");
 +
printf("!RSET\r");
 +
 +
// some delay for PC port buffers to clear
 +
_delay_ms(500);
 +
 +
// time to send
 +
unsigned char tts = 0;
 +
    while(1)
 +
    {
 +
        cam_si_high();
 +
cam_clk_high();
 +
cam_si_low();
 +
 +
unsigned char i;
 +
for (i = 0; i < 128; i++)
 +
{
 +
cam_clk_low();
 +
unsigned char val = read_adc();
 +
_data[i] = val;
 +
cam_clk_high();
 +
}
 +
cam_clk_low();
 +
 +
// delay for integration time
 +
for (i = 0; i < _integrationTime; i++) _delay_ms(1);
 +
 +
// send data
 +
if (tts++ == 10)
 +
{
 +
tts = 0;
 +
// data send lasts ~150ms
 +
for (i = 0; i < 128; i++) printf("%d\r", _data[i]);
 +
}
 +
 +
    }
 +
}
 +
</source>
  
  

Verzia zo dňa a času 15:28, 22. december 2012

  • Vypracovali:
Bc. Peter Lovaš
Bc. Tomáš Oravec
Bc. Ján Mazúch
  • Študijný odbor: Aplikovaná mechatronika
  • Ročník: 2. Ing.

Zadanie úlohy

  1. Riadkovy senzor TSL1410_DB pripojte k mikroprocesoru, výstupný analógový signál preneste do PC a zobrazte.

Popis riadkovej kamery

TSL1401_DB je lineárna kamera, ktorá sa skladá z poľa fotodiód 128 x 1. Vnútorná riadiaca logika kamery si vyžaduje pre správnu funkčnosť zapojenie sériového vstupu SI a hodinového signálu CLK.

TSL1410 DB.jpg
Obr. 1. Riadková kamera TSL1410_DB

Na nasledujúcom obrázku je schéma vnútornej štruktúry lineárnej kamery a označenie jednotlivých pinov.

Funkcna blokova schema.jpg
Obr. 2. Vnútorná štruktúra a zapojenie kamery TSL1410_DB

Označenie jednotlivých pinov a popis:

  1. PIN A0_3 - analógový výstup
  2. PIN CLK_2 - hodiny, riadia prenos, pixelový výstup a reset
  3. PIN GND_6,7 - zem
  4. PIN SI_1 - sériový vstup, definuje počiatok posielania dát
  5. PIN VDD_4 - napájacie napätie pre analógové aj digitálne obvody

Popis činnosti:

Kamera sa skladá zo 128 fotodiód usporiadaných v lineárnom poli. Svetelná energia, ktorá dopadá na každú jednu fotodiódu(jeden pixel) vytvára na každej tejto fotodióde prúd. Počas integračného času sa kondenzátor pripojí k výstupu integrátora prostredníctvom analógového prepínača. Náboj nahromadený na každom pixeli(fotodióde) je priamoúmerný intenzite osvetlenia a integračného času. Výstup a Reset integrátorov je riadený 128-bitovým posuvným registrom. Výstupný cyklus(posielanie dát)je inicializovaný, ak je na pine SI logická 1. Počas prvých 18 hodinových cyklov neprebieha integrácia. Integrácia a prenos dát začína až po uplynutí 18 hodinových cyklov. Rozsah napájania lineárnej kamery je VDD = 3 - 5,5V.

Casove priebehy.jpg
Obr. 3. Časové priebehy kamery TSL1410_DB
Prevadzkove priebehy.jpg
Obr. 4. Prevádzkové priebehy kamery TSL1410_DB

Vypracovanie

Schéma zapojenia kamery:

Schema zapojenia TSL1410 DB.jpg
Obr. 5. Schéma zapojenia kamery TSL1410_DB

Kód v jayzku C: 

#include <stdio.h>
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <util/delay.h>
#include "kamera.h"


/* Global macros */
#define sbit(var, bit)	var |= (1 << bit);
#define cbit(var, bit)	var &= ~(1 << bit);
#define rbit(var, bit)	((var & (1 << bit)) != 0)
#define CONCAT(a, b)	a ## b
#define DDR(port)		CONCAT(DDR, port)
#define INPORT(port)	CONCAT(PIN, port)
#define OUTPORT(port)	CONCAT(PORT, port)


/* Program-specific macros */
#define cam_clk_high()	sbit(OUTPORT(CLK_PORT), CLK_PIN)
#define cam_clk_low()	cbit(OUTPORT(CLK_PORT), CLK_PIN)
#define cam_si_high()	sbit(OUTPORT(SI_PORT), SI_PIN)
#define cam_si_low()	cbit(OUTPORT(SI_PORT), SI_PIN)

static int usart_putchar(char c, FILE *stream);
static FILE mystdout = FDEV_SETUP_STREAM(usart_putchar, NULL, _FDEV_SETUP_WRITE);

/* Global variables */
volatile unsigned char _integrationTime = 10;	// in milliseconds
unsigned char _data[128];

// Send char over USART
static int usart_putchar(char c, FILE *stream) {
    // add '\r' before '\n'
	//if (c == '\n') usart_putchar('\r', stream);
	// wait for empty transmit buffer
	while ( !(UCSR0A & (1 << UDRE0)) );
	// send char
	UDR0 = c;
	return 0;
}


// Send char over USART
void usart_send_char(unsigned char ch) {
	// wait for empty transmit buffer
	while ( !(UCSR0A & (1 << UDRE0)) );
	// send char
	UDR0 = ch;
}

// Read the 8 most significant bits
// of the AD conversion result
unsigned char read_adc() {
	// Start the AD conversion
	ADCSRA |= (1 << ADSC);
	// Wait for the AD conversion to complete
	while ((ADCSRA & (1 << ADIF)) == 0);
	// Clear flag
	ADCSRA |= (1 << ADIF);
	return ADCH;
}

// RX Complete handler
ISR (USART_RX_vect) {

	// received character is set as integration time in [ms], max 100
	unsigned char ch;
	ch = UDR0;
	if (ch > 100) ch = 100;

	_integrationTime = ch;
}


// Main loop
int main(void)
{
	// Pin config
	sbit(DDR(CLK_PORT), CLK_PIN);	// CLK out
	sbit(DDR(SI_PORT), SI_PIN);		// SI out
	cbit(DDR(A0_PORT), A0_PIN);		// analog in


	// Configure UART
	// - parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity
	// - baud rate: 19200
	UCSR0B = (1 << RXCIE0) | (1 << RXEN0) | (1 << TXEN0);
	UCSR0C = (1 << UCSZ01) | (1 << UCSZ00);
	UBRR0 = 51;	// @16MHz, 0.2% error


	// ADC initialization
	// - ADC clock frequency: F_CPU / 128 (125kHz @ 16MHz)
	// - reference: AVcc with external cap
	// - channel: as defined in A0_PIN
	// - result left adjusted!
	ADMUX = (1 << REFS0) | (1 << ADLAR) | A0_PIN;
	ADCSRA = (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1) | (1 << ADPS0);

    // Redirect STDOUT to USART
	stdout = &mystdout;

	// Interrupt global enable
	sei();

	// Init StampPlot
	printf("!PNTS 128\r");
	printf("!PLOT ON\r");
	printf("!MAXR\r");
	printf("!AMAX 255\r");
	printf("!TMAX 1\r");
	printf("!RSET\r");

	// some delay for PC port buffers to clear
	_delay_ms(500);

	// time to send
	unsigned char tts = 0;
    while(1)
    {
        cam_si_high();
		cam_clk_high();
		cam_si_low();

		unsigned char i;
		for (i = 0; i < 128; i++)
		{
			cam_clk_low();
			unsigned char val = read_adc();
			_data[i] = val;
			cam_clk_high();
		}
		cam_clk_low();

		// delay for integration time
		for (i = 0; i < _integrationTime; i++) _delay_ms(1);

		// send data
		if (tts++ == 10)
		{
			tts = 0;
			// data send lasts ~150ms
			for (i = 0; i < 128; i++) printf("%d\r", _data[i]);
		}

    }
}
Zdroj: „https://senzor.robotika.sk/sensorwiki/index.php?title=1-Riadková_kamera_TSLR1401&oldid=3487“