Читать интересную книгу "Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С - Стивен Барретт"

Рис. 7.17. Результаты испытаний двигателя

Оптический кодер.  Существует широкое разнообразие оптических кодеров для определения скорости вращения вала двигателя. Эти кодеры закрепляются непосредственно на валу, или могут быть связаны с валом какими-либо устройствами. При установке кодера на вращающийся вал, это устройство обеспечивает на выходе прямоугольное напряжение. Кодеры питаются от постоянного напряжения 5 В, и рассчитаны на максимальную скорость вращения в 12 000 об/мин. Мы используем оптические кодеры, чтобы обеспечить измерение скорости вращения двигателя, как описано в [11]. Установка для измерения частоты вращения показана на рис. 7.18.

Рис. 7.18. Установка для измерения скорости вращения двигателя

Прерывания в режиме реального времени. Мы используем в МК 68HC12 модуль меток реального времени (RTI), периодически прерывая работу 68HC12, чтобы измерить скорость двигателя и скорректировать коэффициент заполнения ШИМ, если это необходимо для стабилизации скорости вращения двигателя. Перед обсуждением программного кода для управления RTI, мы советуем Вам, возобновить в памяти информацию о сбросах и прерываниях. Ниже приведен краткий обзор действий, необходимых, чтобы инициализировать прерывание RTI:

• Инициализируют вектор прерывания по запросу RTI;

• Устанавливают масштабирующий коэффициент RTR[2:0];

• Устанавливают флаг RTIE разрешения прерываний от RTI в регистре RTICTL;

• Очищают флаг RTIF в регистре RTIFLG;

• Разрешают все маскируемые прерывания прерывания (команда CLI).

Приведенные ниже программный код поможет Вам ознакомиться с работой RTI. В этом примере, мы переходим к программе ISR обработки прерывания RTI, переключая флаг порта PORTP. Если вы исследуете возникающую в результате форму сигнала, показанного на рис. 7.19, с помощью осциллографа или логического анализатора, то сможете измерить период повторения системы RTI прерываний.

Рис. 7.19. Прерывания в режиме реального времени

//********************************************************************

//имя файла: RTI_test.с//

//Port P[0]: Конфигурируется как цифровой выходной порт, обеспечивающий TTL

// совместимые сигналы для управления затвором.

// авторы: Стив Барретт и Даниель Пак

//дата создания: Mar 10, 2003

//последняя редакция: Mar 10, 2004

//********************************************************************

#include <912b32.h>

#pragma interrupt_handler RTI_isr

//Функции-прототипы

//***************************************************

void initialize_ports(void); //инициализация портов

void RTI_isr(void);

void initialize_RTI(void);

//main program* *******************************************************

void main(void) {

 //инициализация вектора сброса для B32

 asm(".area vectors(abs)n"

  " .org 0xFFF0n" // инициализация вектора прерывания RTI

  " .word _RTI_isrn"

  " .org 0xFFF8n" // инициализация вектора сброса для B32

  " .word 0x8000, 0x8000, 0x8000, 0x8000n"

  " .text");

 initialize_RTI(); //инициализация модуля RTI

 initialize_ports(); //инициализация портов

 PORTP = 0x01; // разрешение PORTP вывод 0

 asm("cli"); //разрешение всех маскируемых прерываний

 .

 .

 .

}

//********************************************************************

// определения функций

// ********************************************************************

//Initialize_ports: начальная конфигурация

//для портов входа/выхода

// ********************************************************************

void initialize_ports(void) {

 DDRP=0xFF; //порт PORTP устанавливается как выходной

}

// ********************************************************************

//RTI_isr: подпрограмма обслуживания прерываний по RTI

//*********************************************************************

void RTI_isr(void) {

 RTIFLG = 0x80; //сбрасывается флаг RTIF

 PORTP =~(PORTP); //переключить выходы PORTP

}

// ********************************************************************

// ********************************************************************

//initialize_RTI:конфигурирует модуль RTI

// ********************************************************************

void initialize_RTI(void) {

 RTICTL = 0x86; // устанавливается таймер RTI

 RTIFLG = 0x80; //сбрасывается флаг RTIF

}

// ********************************************************************

Аккумулятор импульсов. Число импульсов, поступающих от оптического кодера, подсчитывается аккумулятором импульсов (PA). Он инициализируется в начале программы и затем фиксирует текущее число импульсов за интервал каждого прерывания RTI. По известному интервалу времени между прерываниями RTI (32.768 мс) можно определить число импульсов, поступивших на PA между двумя прерываниями, и затем вывести на дисплей скорость вращения двигателя. Для конфигурации PA системы существует специальный код.

// **********************************************************************

//initialize_PA: инициализация модуля аккумулятора импульсов МК 68HC12

// **********************************************************************

void initialize_PA(void) {

 TIOS = 0x00; //Конфигурировать канал 7 для работы счетчика импульсов

 TCTL1 = 0x00; //кодера - 3 оператора

 OC7M = 0x00;

 TSCR = 0x80; //Установить бит разрешения таймера

 PACTL = 0x70; //Разрешить работу PA, режим счета событий, событие

               // по фронту импульса,

}

Объединим теперь эту программу с программой для RTI, чтобы подсчитать число импульсов кодера, появившихся за интервал прерывания. Получив, этот результат, преобразуем его в число об/мин и выведем полученное значение на ЖК индикатор.

// **********************************************************************

//имя файла: motor.с

//автор: Steve Barrett and Daniel Pack

//дата создания: Mar 10, 2003

//последняя редакция: Mar 25, 2004

// **********************************************************************

// включенные файлы *****************************************************

#include <912b32.h>

#pragma interrupt_handler RTI_isr //объявить подпрограмму прерывания по RTI

// функции-прототипы ****************************************************

void initialize_ports(void); //инициализировать порты

void RTI_isr(void); //подпрограмма обслуживания прерываний RTI

void initialize_RTI(void); // инициализировать систему RTI

void initialize_PA(void); //инициализировать аккумулятор импульсов (PA)

void initialize_LCD(void); // инициализировать ЖК индикатор

void display_count_LCD(unsigned int); //вывод текущего содержимого аккумулятора PA

                                      // на ЖК индикатор

void putchars(unsigned char); //функция поддержки ЖКИ - вывести символ

void putcommands(unsigned char);// функция поддержки ЖКИ вывести команду

void delay_5ms(void); //задержка 5 мс

void delay_100us(void); //задержка 100 мкс

unsigned int old_count; //последнее значение, записанное в (PA)

int RTI_int_count =0; //используется для подсчета RTI прерываний

//главная программа****************************************************

void main(void) {

 asm(" .area vectors(abs) n" //inline assembly statement

  ".org 0xFFF0n" //инициализация вектора прерываний RTI

  ".word _RTI_isrn"

  " .org 0xFFF8n" // инициализация вектора reset для 68HC12 B32

  " .word 0x8000, 0x8000, 0x8000, 0x8000n"

  " .text");

 void initialize_ports(void); // инициализация портов

 initialize_LCD(); //инициализация ЖКИ

 initialize_RTI(); //инициализация модуля RTI

 initialize_PA(); //инициализация аккумулятора импульсов

 asm("cli"); //разрешение глобального маскирования

             //прерываний

 while(1) //продолжение цикла до следующего прерывания

 {

  ;

 }

}

//********************************************************************

//********************************************************************

//initialize_ports: определяет направление передачи портов

//********************************************************************

void initialize_ports(void) {

 DDRP = 0xFF; // порт PORTP устанавливается как выходной для ШИМ

 DDRT = 0x00; // PORTT устанавливается как входной, вывод PORTT[7]

              // в качестве входа аккумулятора импульсов PA

 DDRB = 0xFF; // PORTB устанавливается как выходной - порт

              // данных для ЖКД

 DDRDLC = 0xFF; // PORT DLC устанавливается как выходной - сигналы

                // управления для ЖКИ

}

//********************************************************************