Operácie

Prerušenia: Rozdiel medzi revíziami

Z SensorWiki

(Časovač T1)
Riadok 162: Riadok 162:
  
  
'''Úloha'''
 
  
  
# Doplňte program hrajúci dookola nejakú melódiu o prerušovaciu rutinu, ktorá bude ovládať LED diódu tlačidlom nezávisle od melódie.
 
  
 +
=== Časovač T1 ===
 +
 +
S časovačom T1 sme pracovali na minulom cvičení. Príznak pretečenia počítadla TOV1 sme testovali ''"ručne"'', metódou tzv.  ''pooling'' - dopytovania. Je to neefektívny spôsob, pretože procesor využívame len na otrocké testovanie jedného bitu stále dookola. Preto je vašou úlohou doplniť vzorový (avšak nekompletný) program tak, aby sa pri pretečení T1 po jednej sekunde vyvolalo prerušenie a zmena stavu LED diódy bude tiež vykonaná v obsluhe prerušenia.
 +
 +
<tabs>
 +
<tab name="a) bez prerušenia"><source lang="c++" style="background: LightYellow;">
 +
#include <avr/io.h>
 +
#include <avr/interrupt.h>
 +
 +
 +
//  if ( (TIFR1 & 0x01) == 0x01)  // If the overflow flag is set
 +
//  ... then following Interrupt routine is called
 +
 +
ISR (TIMER1_OVF_vect)         
 +
{
 +
  PORTB = PORTB ^ 0b????????; // Toggle the LED
 +
          TCNT1 = 0x????;            // Restart T/C1 - reload
 +
// Following is not necessary as it is cleared automatically
 +
        // TIFR1 = 0x01;              // Clear the overflow flag
 +
  }
 +
     
 +
int main( void )
 +
{
 +
  /* *********************** Init device ************************************ */
 +
 +
  ...
 +
 +
// Enable interrupts:
 +
 +
  TIMSK1 = 0x01;            // Timer 1 overflow interrupt enable
 +
  sei();                  // Assembler macro for global int. enable
 +
 +
 +
  /* *********************** Main Loop ************************************** */
  
 +
  do {
  
 +
        asm("nop");                // Do nothing
  
=== Časovač T1 ===
+
  } while(1);                      // And do this forever
  
ToDo doplnit
 
  
Pozri [[AVR ExampleT1pooled.c]]
+
return(0);
# Doplňte program o vyhodnocovanie pretečenia časovača v prerušení.<BR>Pozri [[AVR ExampleT1int.c]]
+
}
 +
</source></tab></tabs>
  
  
'''Úlohy'''
+
'''Úloha'''
 
<!--
 
<!--
 
# Program doplňte podľa pokynov asistenta a odsimulujte.<BR>Pozn.: Treba vypnúť optimalizáciu! (Project/Project options [[Médiá:AVRstudioOptimize0.png|Pozri obr.]])
 
# Program doplňte podľa pokynov asistenta a odsimulujte.<BR>Pozn.: Treba vypnúť optimalizáciu! (Project/Project options [[Médiá:AVRstudioOptimize0.png|Pozri obr.]])
 
-->
 
-->
# Doplňte chýbajúce časti programu s časovačom T1 tak, aby LED bola ovládaná cez prerušenie a blikala s frekvenciou 1 s.
+
# Doplňte chýbajúce časti programu s časovačom T1 tak, aby LED bola ovládaná cez prerušenie a blikala s frekvenciou 1 s. Ak to zvládnete, pridajte si do programu nejakú premennú, ktorej hodnotu budete raz za sekundu inkrementovať, najlepšie tiež v obsluhe prerušenia. Na displeji potom zobrazíte nejaký text a čas od zapnutia procesora v sekundách, popritom bude prehrávať nejakú melódiu a blikať LED diódou v 1 sekundovom intervale. Výsledkom bude program, ktorý dokáže realizovať tri veci "paralelne".
# Alebo radsej: Napíšte program, ktorý bude na displeji zobrazovať nejaký text a čas od zapnutia procesora v sekundách, popritom bude prehrávať nejakú melódiu a blikať LED diódou v 1 sekundovom intervale.
+
 
  
  
 
'''Literatúra:'''
 
'''Literatúra:'''
  
 +
2021
 +
* [https://microchipdeveloper.com/8avr:int AVR Interrupts] Microchip Developer Help
 +
* [https://microchipdeveloper.com/8avr:pin-change-interrupts AVR: Using Pin Change Interrupts] Microchip Developer Help
 +
* [http://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/Atmel-8468-Using-External-Interrupts-for-megaAVR-Devices_ApplicationNote_AVR1200.pdf  AVR 8-bit Microcontroller AVR1200: Using External Interrupts for megaAVRDevices] Atmel Corporation, 2016.
 +
 +
2016
 
* [http://www.avrfreaks.net/index.php?name=PNphpBB2&file=viewtopic&t=50106 Newbie's Guide to AVR Timers]
 
* [http://www.avrfreaks.net/index.php?name=PNphpBB2&file=viewtopic&t=50106 Newbie's Guide to AVR Timers]
 
* [http://www.avrfreaks.net/index.php?name=PNphpBB2&file=viewtopic&t=55347 The traps when using interrupts]
 
* [http://www.avrfreaks.net/index.php?name=PNphpBB2&file=viewtopic&t=55347 The traps when using interrupts]
Riadok 193: Riadok 233:
 
* [http://www.senzor.robotika.sk/predmety/mmp/pdf/PreruseniaAVR.pdf Prednáška o prerušeniach] (Ing. Chamraz)
 
* [http://www.senzor.robotika.sk/predmety/mmp/pdf/PreruseniaAVR.pdf Prednáška o prerušeniach] (Ing. Chamraz)
  
2021
+
 
* [https://microchipdeveloper.com/8avr:int AVR Interrupts] Microchip Developer Help
 
* [https://microchipdeveloper.com/8avr:pin-change-interrupts AVR: Using Pin Change Interrupts] Microchip Developer Help
 
* [http://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/Atmel-8468-Using-External-Interrupts-for-megaAVR-Devices_ApplicationNote_AVR1200.pdf  AVR 8-bit Microcontroller AVR1200: Using External Interrupts for megaAVRDevices] Atmel Corporation, 2016.
 
  
  

Verzia zo dňa a času 22:41, 20. marec 2021



Prerušenia v AVR-GCC

Kompilátor AVR-GCC má obsluhu prerušení vyriešenú tak, že tabuľka s vektormi jednotlivých prerušení ukazuje na obslužné rutiny s preddefinovanými názvami. Pri výskyte niektorého z povolených prerušení sa vykoná rutina so zodpovedajúcim názvom.

Vo vašom kóde použijete obslužné funkcie pre prerušenie napr. takto (obsluha prerušenia z AD prevodníka):

#include <avr/interrupt.h>
ISR(ADC_vect)
{
// user code here
}

Takáto obsluha prerušenia sa potom spustí so globálnym zákazom prerušení (jednoúrovňové), ktoré sa po skončení prípadne zasa obnovia. Obsluha sa skončí špeciálnou inštrukciiou RETI, preto sa nedá zavolať z programu ako bežná funkcia.

Niektoré názvy vektorov:

ADC Conversion Complete 	ADC_vect
External Interrupt Request 0 	INT0_vect
External Interrupt Request 1 	INT1_vect
External Interrupt Request 2 	INT2_vect
Pin Change Group 0 Interrupt   PCINT0_vect
Pin Change Group 1 Interrupt   PCINT1_vect
Pin Change Group 2 Interrupt   PCINT2_vect
Timer/Counter1 Overflow 	TIMER1_OVF_vect
USART, Rx Complete 	        USART_RXC_vect
USART, Tx Complete 	        USART_TXC_vect

Ak potrebujete prerušenia povoliť, resp. zakázať, máte k dispozícii funkcie

void sei(void);  // Enables interrupts by setting the global interrupt mask. 
void cli(void);  // Disables all interrupts by clearing the global interrupt mask.

Obe funkcie sa preložia do jedinej asm inštrukcie, bez zbytočného pridaného kódu.

Pozn.: Ak chcete používať v obsluhe premenné, ktorých obsah chcete uchovať napr. až do ďalšieho prerušenia, musia byť deklarované ako static. Ak chcete mať v obsluhe prerušenia prístup aj k nejakej premennej v hlavnom programe, musí byť deklarovaná ako globálna. Navyše, ak kompilátor pri preklade nenájde miesto, kde sa premenná mení, vyhodí ju z programu úplne. Nie je taký múdry, aby zistil, že s ňou manipulujete v ISR nezistí, preto použite pri deklarácii volatile.


Prerušenie pri zmene stavu niektorého pinu procesora

Prerušenie INT0/1 vyvolané priamo na vstupoch PD2/PD3 žiaľ nemôžeme použiť, pretože sme ich obsadili LCD displejom.

Namiesto toho použijeme prerušenie vyvolané zmenou (log.0 -> 1 aj log. 1 -> 0) na vstupe PD5. Tomuto vstupu je priradené prerušenie PCINT21, ktoré patrí do skupiny 2. Na povolenie tohto prerušenia musíme okrem globálneho bitu SREG: I nastaviť aj bity PCICR: PCIE2 a PCMSK2: PCINT21.

MIPS PreruseniePCINT.png
Schéma prerušovacieho systému externých prerušení.


Nižšie máte uvedený ako príklad program pre ovládanie LED diódy na výstupe PD7 tlačidlom na PD5. Podobný program sme už robili na druhom cvičení. Upravený program nastaví stav LED diódy poľa tlačidla v obsluhe prerušenia, takže v hlavnej programovej slučke už nič neostalo.

#include <avr/io.h>

/* Pripojenie periferii k vyvojovej doske Arduino: */

#define LED2 PD7   // externa LED dioda 
#define SW2  PD5   // externe tlacitko

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

#define	SW2_ON bit_is_clear(PIND, SW2) 
#define LED2_ON  set_bit(PORTD,LED2)
#define LED2_OFF clear_bit(PORTD,LED2)


int main(void)
{

  /*  SETUP   */ 
	 
   /* Konfiguracia I/O: portD.7 je vystupny (LED2) a portD.5 je vstup (SW2) *
    * naviac je PortD.5 so zapnutym pull-up rezistorom cez reg. PORTD       */   
   
    DDRD = 0b11011111;       // PORTD: LED2 na PD7  je output, SW2 (PD5) input
   PORTD = 0b00100000;       // LED Active low, LED off, pull-up ON
	

  /*   LOOP   */ 

    while(1)
    {             
       if ( SW2_ON  ) 
         LED2_ON;
       else 
	 LED2_OFF;	
    }

   return(0);
}
 1 #include <avr/io.h>
 2 #include <avr/interrupt.h>
 3 
 4 /* Pripojenie periferii k vyvojovej doske Arduino: */
 5 
 6 #define LED2 PD7   // externa LED dioda 
 7 #define SW2  PD5   // externe tlacitko
 8 
 9 #define set_bit(ADDRESS,BIT) (ADDRESS |= (1<<BIT))
10 #define clear_bit(ADDRESS,BIT) (ADDRESS &= ~(1<<BIT))
11 #define toggle_bit(ADDRESS,BIT)
12 
13 #define	SW2_ON bit_is_clear(PIND, SW2) 
14 #define LED2_ON  set_bit(PORTD,LED2)
15 #define LED2_OFF clear_bit(PORTD,LED2)
16 
17 ISR (PCINT2_vect)
18 {
19   if ( SW2_ON  ) 
20    LED2_ON;
21   else 
22    LED2_OFF;	
23 }
24 
25 
26 
27 int main(void)
28 {
29 
30   /*  SETUP   */ 
31 	 
32    /* Konfiguracia I/O: portD.7 je vystupny (LED2) a portD.5 je vstup (SW2) *
33     * naviac je PortD.5 so zapnutym pull-up rezistorom cez reg. PORTD       */   
34    
35     DDRD = 0b11011111;       // PORTD: LED2 na PD7  je output, SW2 (PD5) input
36    PORTD = 0b00100000;       // LED Active low, LED off, pull-up ON
37 	
38    /* *******  Konfiguracia prerusovacieho systemu ****************         */
39    		
40 	PCMSK2 |= (1<<PCINT21);
41 	 PCICR |= (1<<PCIE2);
42    
43 	sei();   //  t.j. SREG |= (1<<I);
44 
45   /*   LOOP   */ 
46  
47     while(1)
48     {             
49       asm("nop");
50     }
51 
52    return(0);
53 }



Časovač T1

S časovačom T1 sme pracovali na minulom cvičení. Príznak pretečenia počítadla TOV1 sme testovali "ručne", metódou tzv. pooling - dopytovania. Je to neefektívny spôsob, pretože procesor využívame len na otrocké testovanie jedného bitu stále dookola. Preto je vašou úlohou doplniť vzorový (avšak nekompletný) program tak, aby sa pri pretečení T1 po jednej sekunde vyvolalo prerušenie a zmena stavu LED diódy bude tiež vykonaná v obsluhe prerušenia.

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>


//  if ( (TIFR1 & 0x01) == 0x01)  // If the overflow flag is set
//  ... then following Interrupt routine is called

ISR (TIMER1_OVF_vect)          
 { 
	   PORTB = PORTB ^ 0b????????; // Toggle the LED
           TCNT1 = 0x????;             // Restart T/C1 - reload
	// Following is not necessary as it is cleared automatically
        // TIFR1 = 0x01;               // Clear the overflow flag
  }
      
int main( void )
{
  /* *********************** Init device ************************************ */

  ...

// Enable interrupts:

  TIMSK1 = 0x01;            // Timer 1 overflow interrupt enable
   sei();                   // Assembler macro for global int. enable


  /* *********************** Main Loop ************************************** */

  do {

        asm("nop");                 // Do nothing

  } while(1);                       // And do this forever


 return(0);
}


Úloha

  1. Doplňte chýbajúce časti programu s časovačom T1 tak, aby LED bola ovládaná cez prerušenie a blikala s frekvenciou 1 s. Ak to zvládnete, pridajte si do programu nejakú premennú, ktorej hodnotu budete raz za sekundu inkrementovať, najlepšie tiež v obsluhe prerušenia. Na displeji potom zobrazíte nejaký text a čas od zapnutia procesora v sekundách, popritom bude prehrávať nejakú melódiu a blikať LED diódou v 1 sekundovom intervale. Výsledkom bude program, ktorý dokáže realizovať tri veci "paralelne".


Literatúra:

2021

2016




Návrat na zoznam cvičení...