Zobrazenie zdroja stránky Kuchynské minutky

Záverečný projekt predmetu MIPS / LS2024 - '''Ján Ulej'''


== Zadanie ==

Zostrojte kuchynské minútky. Cez sériovú linku načítajte čas. Po uplynutí času bzučiak zahrá melódiu.   

[[Obrázok:ArduinoNano_Ulej.jpeg|400px|thumb|center|Vývojová doska Arduino Nano.]]

'''Literatúra:''' 
* [https://docs.arduino.cc/resources/datasheets/A000005-datasheet.pdf Dokumentácia k doske Arduino Nano]



__TOC__

== Analýza  a opis riešenia ==

Kladný pól reproduktora (bzučiaka) som pripojil na mikroprocesor pin PD6. Ešte som medzi pin PD6 a kladný pól bzučiaka pripojil 220 ohm odpor ktorí slúži na odrušenie šumov ktoré potom vidno na sériovej komunikácii. Tlačidlo som pripojil tiež cez 220 ohm odpor na pin PD7. 

[[Súbor:brucia_tlacidlo_Ulej.jpg|400px|thumb|center|Súčiastky.]]

Schéma zapojenia

[[Súbor:schema_zapojenia_Ulej.png|400px|thumb|center|Schéma zapojenia bzučiaka a tlačidla.]]


=== Algoritmus a program ===

Použil som knižnicu <uart.h> kde som si dodefinoval funkcie aby mi fungovalo načítavanie a výpis cez sériovú linku. Na načítavanie som použil 'scanf' a na výpis 'printf'. Tiež som použil knižnice <avr/interrupt.h> na prerušenia a <until/delay.h> na oneskorenie. Premenné ktoré som použil v prerušení som zadefinoval ako static volatile. Vytvoril som si prerušenie kde sa mi odčítaval čas. Realizoval som to pomocou 16-bitového počítadla T1. Vytvoril som funkciu 'hudba()' v ktorej som zadefinoval frekvencie a dĺžku jednotlivých tónov. Na generovanie frekvencií na výstupe som použil počítadlo 'Timer0' v režime generátora frekvencie 'CTC'. 
V hlavnom programe som nastavil tlačidlo ako vstup a zapol pull-up rezistor. Na ukladanie stavu tlačidla som použil dátový typ Enumerate.
V hlavnej slučke načítam pomocou sériovej komunikácie čas vo formáte minúty:sekundy. Následne minúty premením na sekundy. Pomocou 'printf' vypisujem čas tiež vo formáte minúty:sekundy. Po uplynutí zvoleného času je zavolaná funkcia 'hudba()'. Skončenie prehrávania hudby a opätovné načítanie času je zabezpečené zatlačením tlačidla.     


<tabs>
<tab name="main.c"><source lang="c++" style="background: LightYellow;">
#include <avr/io.h>
#include "uart.h"
#include <avr/interrupt.h>
#include <util/delay.h>

FILE uart_output = FDEV_SETUP_STREAM(uart_putc, NULL, _FDEV_SETUP_WRITE);
FILE uart_input  = FDEV_SETUP_STREAM(NULL, uart_getc, _FDEV_SETUP_READ); 

static volatile int vstup_minuty = 0;
static volatile int vstup_sekundy = 0;
static volatile int cas = 0;
static volatile int vystup_min = 0;
static volatile int vystup_sek = 0;
static volatile int stop = 0;


#define SW1 PD7		// tlacitko

#define set_bit(ADDRESS,BIT) (ADDRESS |= (1<<BIT))
#define clear_bit(ADDRESS,BIT) (ADDRESS &= ~(1<<BIT))


enum states { Off, Down, On, Up };		// stavy tlacitka

ISR (TIMER1_OVF_vect)          
 {
   TCNT1 = 0xC2F7;		// nastavenie pocitadla  
   
   if (cas>=0)
   {
	   cas--;
   }
 }
 
void tone(int note, int delay)
{
	OCR0A = note;
	
	for (int i=1; i<=delay; i++)
     _delay_ms(1);
}

 
void hudba()		// funkcia prehravania melodie
{
	int c = 78;
    int h = 104;
    int p = 0;
		  
    tone(c,250);
	tone(p,50);
	tone(h,250);
	tone(p,250);	  
  
}

                              
int main(void)
{
  uart_init();
  stdout = &uart_output;           // teraz funguje printf()
  stdin = &uart_input;            // teraz funguje scanf()
  
  set_bit(PORTD,SW1);       // zapnutie pull-up rezistora
  clear_bit(DDRD,SW1);     //  nastavenie pinu SW1 ako vstup
  
  enum states Tlacitko = Off;
  
  
  //************************** T1 ***********************//
  
  TCNT1 = 0xC2F7;    
  TCCR1B = 0b00000101;		// externy zdroj hodin na pin T1 reagujuci na nabeznu hranu
  
  
  // konfiguracia prerusovacieho systemu
   PCMSK2 |= (1<<PCINT21);
   PCICR |= (1<<PCIE2);		
   sei();					// povolenie preruseni
	
  // pretecenie
   TIMSK1 = (1<<TOIE1);    // povolenie pretecenia Timer 1
   sei();                  // povolenie preruseni
  
  
 //********************* hudba *************************//
 
   DDRD   |= (1 << PD6);                      // port D.6 pin ako vystup
   TCCR0A =  (1 << COM0A0) | (1 << WGM01);    // Timer 0 v rezime CTC
   TCCR0B = (1 << CS02);                      // nastavenie preddelicky na 256
   
   
   
  while(1)
  {	
	 puts("Zadaj cas (min:sek)\r");
     scanf("%d:%d",&vstup_minuty,&vstup_sekundy); // nacitanie casu
     cas = vstup_minuty * 60 + vstup_sekundy;     // prepocitanie na sekundy
	 
	 while(cas>=0)
	 {
		 vystup_min = cas / 60;
		 vystup_sek = cas % 60;
		 printf("%d:%d\r", vystup_min, vystup_sek);
		 delay(1000);
		 if(cas !=-1)
		 {
			 printf("     \r");
		 }
		 
	 }
	 stop = 0;
     while(stop == 0)
	 {
		 hudba();
		if ( (Tlacitko == Off) &&  bit_is_clear(PIND,SW1)  )
	     {
			 
		    Tlacitko = Down;
				           	  
	     }
	     else if ( (Tlacitko == Down) &&  bit_is_clear(PIND,SW1)  )
	     {
			 
  		     _delay_ms(10);                 
		    if ( bit_is_clear(PIND,SW1) )  	
		     Tlacitko = On;
			 
	     }
	     else if  ( (Tlacitko == On) &&  bit_is_set(PIND,SW1) ) 	  
	     {
	   	  
	   	    Tlacitko = Up;
			
	     }
	     else if (  (Tlacitko == Up) &&  bit_is_set(PIND,SW1) )
	     {
			 
		     _delay_ms(10); 
		    if ( bit_is_set(PIND,SW1) )	
		    Tlacitko = Off;
			
	     }
		 
		 if(Tlacitko == Down)
		 {
			 
			stop = 1;
			Tlacitko = Off;
			
		 }
	 }
  }
  return(0);
}

</source></tab>
<tab name="uart.c"><source lang="c++" style="background: LightYellow;">
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include "uart.h"


void uart_init( void ) 
{
//  for different BAUD rate change the project settings, or uncomment 
//  following two lines:	
//	#undef  BAUD           // avoid compiler warning
//  #define BAUD 115200
	
   #include <util/setbaud.h>  // requires defined BAUD
   
   UBRR0H = UBRRH_VALUE;
   UBRR0L = UBRRL_VALUE;
   #if USE_2X                 // defined in setbaud.h 
    UCSR0A |= (1 << U2X0);
   #else
    UCSR0A &= ~(1 << U2X0);
   #endif


    UCSR0C = _BV(UCSZ01) | _BV(UCSZ00); /* 8-bit data */
    UCSR0B = _BV(RXEN0) | _BV(TXEN0);   /* Enable RX and TX */	
}


int uart_putc( char c, FILE *stream )
{
   if (c == '\n') 
      uart_putc('\r',stream);
   
   loop_until_bit_is_set(UCSR0A, UDRE0); /* Wait until data register empty. */
   UDR0 = c;
   return 0;
}


char uart_getc(void) 
{
    //loop_until_bit_is_set(UCSR0A, RXC0); /* Wait until data exists. */
    //return UDR0;
	while (!(UCSR0A & (1<<RXC0)));
	return UDR0;
	
}

void delay(int delay)      // vlastna funkcia pre dlhsie casy 
{
  for (int i=1; i<=delay; i++)
  _delay_ms(1);
}

</source></tab>
<tab name="uart.h"><source lang="c++" style="background: LightYellow;">
#define set_bit(ADDRESS,BIT) (ADDRESS |= (1<<BIT))
#define clear_bit(ADDRESS,BIT) (ADDRESS &= ~(1<<BIT))

#ifndef UART_H_
#define UART_H_

#include <stdio.h>

#define BAUD_PRESCALE  (((F_CPU / (BAUDRATE * 16UL))) - 1)  // vzorcek z datasheetu

void hw_init( void );
void uart_init( void );
     	 
int uart_putc( char c, FILE *stream );
void uart_puts( const char *s );

char uart_getc( void );

void delay(int delay); 

#endif /* UART_H_ */
</source></tab>
</tabs>

 
Zdrojový kód: [[Médiá:Ulejprojekt.zip|zdrojaky.zip]]

=== Overenie ===

Na používanie treba zapojiť zariadenia podľa schémy vyššie. Na sériovú komunikáciu je potrebný niektorý terminálový program napr. PuTTY. 
* [https://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/latest.html PuTTY download]


[[Súbor:Aplikacia_Ulej.jpg|400px|thumb|center|Aplikácia.]]

'''Video:'''
<center><youtube>iCKPUbtynoA</youtube></center>


[[Category:AVR]] [[Category:MIPS]]