This shows you the differences between two versions of the page.
Both sides previous revisionPrevious revisionNext revision | Previous revision | ||
et:examples:timer:delay [2014/09/30 07:22] – tekitatud raivo.sell | et:examples:timer:delay [2020/07/20 09:00] (current) – external edit 127.0.0.1 | ||
---|---|---|---|
Line 1: | Line 1: | ||
- | ~~PB~~ | ||
====== Viide ====== | ====== Viide ====== | ||
- | //Vajalikud teadmised: [HW] [[et: | + | //Vajalikud teadmised: |
+ | [HW] [[et: | ||
+ | [AVR] [[et:avr:timers]], | ||
+ | [LIB] [[et: | ||
===== Teooria ===== | ===== Teooria ===== | ||
Line 8: | Line 10: | ||
Tihti on mikrokontrollerite programmis vaja tekitada viiteid, et tegevusi ajastada või nende lõppu oodata. Üks idee poolest lihtsamaid meetodeid mikrokontrolleri töös paus tekitada on selle protsessor mingi muu tegevusega üle koormata - näiteks panna see lugema suuri arve. Protsessori taktsagedusest saab välja arvutada, mitmeni see arve loendama peaks, et kindlat ajalist viidet tekitada. Mingi arvu loendamine nullist protsessori taktsageduse väärtuseni hertsides tekitaks teoreetiliselt viite üks sekund. Praktikas see erinevatel põhjustel päris nii lihtne ei ole. | Tihti on mikrokontrollerite programmis vaja tekitada viiteid, et tegevusi ajastada või nende lõppu oodata. Üks idee poolest lihtsamaid meetodeid mikrokontrolleri töös paus tekitada on selle protsessor mingi muu tegevusega üle koormata - näiteks panna see lugema suuri arve. Protsessori taktsagedusest saab välja arvutada, mitmeni see arve loendama peaks, et kindlat ajalist viidet tekitada. Mingi arvu loendamine nullist protsessori taktsageduse väärtuseni hertsides tekitaks teoreetiliselt viite üks sekund. Praktikas see erinevatel põhjustel päris nii lihtne ei ole. | ||
- | Kui mikrokontrolleri protsessor arvutab arvudega, mille kahendkuju on sama lai kui selle sisemine siin (AVR puhul 8-bitti), siis protsessoritel võtab üks aritmeetiline tehe, näiteks arvu liitmine ühega, aega 1 protsessori töötakt. Selleks, et arvutada tuhandete või miljonitega, | + | Kui mikrokontrolleri protsessor arvutab arvudega, mille kahendkuju on sama lai kui selle sisemine siin (AVR puhul 8-bitti), siis protsessoritel võtab üks aritmeetiline tehe, näiteks arvu liitmine ühega, aega 1 protsessori töötakt. Selleks, et arvutada tuhandete või miljonitega, |
- | + | ||
- | Kuna kõrgtaseme keeles (näiteks C-keeles) programmeerides ei kirjutata programmi otse käsustiku baasil, peab tarkvaralise viite tekitamiseks tundma ka kompilaatorit, | + | |
===== Praktika ====== | ===== Praktika ====== | ||
Line 18: | Line 18: | ||
<code c> | <code c> | ||
unsigned char x; | unsigned char x; | ||
- | |||
// Tsükkel seni kuni x on 100 | // Tsükkel seni kuni x on 100 | ||
for (x = 0; x < 100; x++) | for (x = 0; x < 100; x++) | ||
Line 43: | Line 42: | ||
Näites tekitatud viide on mikrosekundites ja kasutatav muutuja on 8-bitine, seega on ka masinkood üsna lihtne. Selleks, et tekitada pausi millisekundites, | Näites tekitatud viide on mikrosekundites ja kasutatav muutuja on 8-bitine, seega on ka masinkood üsna lihtne. Selleks, et tekitada pausi millisekundites, | ||
- | Käesoleva | + | Käesoleva |
Tarkvaralise viite puhul on aga oluline teada, et hoolimata oma põhimõttelisest lihtsusest on see äärmiselt ebaefektiivne meetod energiatarbe seisukohast. Kõigil neil taktidel, mil mikrokontroller tegeleb kasutu loendamisega, | Tarkvaralise viite puhul on aga oluline teada, et hoolimata oma põhimõttelisest lihtsusest on see äärmiselt ebaefektiivne meetod energiatarbe seisukohast. Kõigil neil taktidel, mil mikrokontroller tegeleb kasutu loendamisega, | ||
- | ===== Praktika ====== | + | [{{ : |
+ | |||
+ | Tarkvaraline viide pole ainus meetod pausi tekitamiseks. Sama asja saab teha ka taimeriga. Taimer on riistvaraline kindla sagedusega suurenev või vähenev loendur. Loenduri taktsignaali saab enamasti tekitada mikrokontrolleri töötaktist või mingist välisest taktist. Taktsignaali sagedust saab üldjuhul ka mingi teguriga jagada väiksem taktsageduse saavutamiseks - seda tehakse taktijaguriga, | ||
+ | |||
+ | AVR loendurit saab panna teavitama loenduri ületäitumisest (inglise keeles // | ||
+ | |||
+ | Selleks, et taimeriga viide tekitada, piisabki vaid loenduri seadistamisest ja olekubiti kõrgeks minemise ootamisest. Erinevalt tarkvaralisest viitest ei sõltu taimerite töö kompilaatorist, | ||
Järgnev programmikood käib tarkvaralise viite funktsiooni // | Järgnev programmikood käib tarkvaralise viite funktsiooni // | ||
<code c> | <code c> | ||
- | // | ||
// Tarkvaraline viide millisekundites | // Tarkvaraline viide millisekundites | ||
- | // | ||
void sw_delay_ms(unsigned short count) | void sw_delay_ms(unsigned short count) | ||
{ | { | ||
Line 60: | Line 63: | ||
while (count-- > 0) | while (count-- > 0) | ||
{ | { | ||
- | // 1ms viide spetsiaalse funktsiooniga | + | // 1 ms viide spetsiaalse funktsiooniga |
_delay_ms(1); | _delay_ms(1); | ||
} | } | ||
Line 69: | Line 72: | ||
<code c> | <code c> | ||
- | // | + | // Kodulabori tarkvaralise viite näidisprogramm |
- | // Kodulabori tarkvaralise viite demonstratsioonprogramm. | + | // Programm vilgutab ~1 sekundi järel hetkeks LED-i |
- | // Programm vilgutab ~1 sekundi järel hetkeks LED-i. | + | |
- | // | + | |
#include < | #include < | ||
#include < | #include < | ||
- | // | ||
- | // Test LED-i viigu määramine | ||
- | // | ||
- | pin debug_led = PIN(B, 7); | ||
- | |||
- | // | ||
// Põhiprogramm | // Põhiprogramm | ||
- | // | ||
int main(void) | int main(void) | ||
{ | { | ||
// LED-i viigu väljundiks seadmine | // LED-i viigu väljundiks seadmine | ||
- | pin_setup_output(debug_led); | + | pin_setup_output(led_debug); |
- | + | ||
// Lõputu tsükkel | // Lõputu tsükkel | ||
- | while (true) | + | while (1) |
{ | { | ||
// LED-i süütamine | // LED-i süütamine | ||
- | pin_clear(debug_led); | + | pin_clear(led_debug); |
// Tarkvaraline paus 100 millisekundit | // Tarkvaraline paus 100 millisekundit | ||
sw_delay_ms(100); | sw_delay_ms(100); | ||
- | // LED kustutamine | + | // LED-i kustutamine |
- | pin_set(debug_led); | + | pin_set(led_debug); |
// Tarkvaraline paus 900 millisekundit | // Tarkvaraline paus 900 millisekundit | ||
Line 110: | Line 104: | ||
+ | Järgnev programmikood on taimeril põhinev ehk riistvaraline viitefunktsioon, | ||
+ | Tsüklis toimub loenduri algväärtustamine ja ületäitumise lipukese nullimine (sellesse 1 kirjutades). Seejärel oodatakse, kuni loendur loendab algväärtusest 256-ni, ehk ületäitumiseni. Ületäitumise hetkel läheb ületäitumise lipuke kõrgeks ja 1 ms viide ongi toimunud. Funktsiooni lõpus taimer peatatakse. | ||
+ | |||
+ | <code c> | ||
+ | // Riistvaraline viide millisekundites ATmega kontrolleril | ||
+ | void hw_delay_ms(unsigned short count) | ||
+ | { | ||
+ | // Taimeri algväärtuse arvutamine | ||
+ | register unsigned char timer_start = 256 - F_CPU / 1000 / 64; | ||
+ | |||
+ | // Taimeri käivitamine | ||
+ | timer0_init_normal(TIMER0_PRESCALE_64); | ||
+ | |||
+ | // Viite muutuja nullini loendamine | ||
+ | while (count-- > 0) | ||
+ | { | ||
+ | // Taimeri algväärtustamine | ||
+ | timer0_set_value(timer_start); | ||
+ | |||
+ | // Ületäitumise lipukese nullimine | ||
+ | timer0_overflow_flag_clear(); | ||
+ | |||
+ | // Ületäitumise ootamine | ||
+ | while (!timer0_overflow_flag_is_set()) | ||
+ | { | ||
+ | asm volatile (" | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | // Ületäitumise lipukese nullimine | ||
+ | timer0_overflow_flag_clear(); | ||
+ | |||
+ | // Taimeri peatamine | ||
+ | timer0_stop(); | ||
+ | } | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | Esitatud viite funktsioon kasutab aga taimerite teeki, mille lähtekood ATmega kontrollerile näeb välja järgmine: | ||
+ | |||
+ | <code c> | ||
+ | // Taimer 0 taktijaguri valiku tüüp | ||
+ | typedef enum | ||
+ | { | ||
+ | TIMER0_NO_PRESCALE | ||
+ | TIMER0_PRESCALE_8 | ||
+ | TIMER0_PRESCALE_32 | ||
+ | TIMER0_PRESCALE_64 | ||
+ | TIMER0_PRESCALE_128 | ||
+ | TIMER0_PRESCALE_256 | ||
+ | TIMER0_PRESCALE_1024 | ||
+ | } | ||
+ | timer0_prescale; | ||
+ | |||
+ | // Taimer 0 normaalrežiimi seadistamine | ||
+ | inline void timer0_init_normal(timer0_prescale prescale) | ||
+ | { | ||
+ | TCCR0 = prescale & 0x07; | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | // Taimer 0 peatamine | ||
+ | inline void timer0_stop() | ||
+ | { | ||
+ | TCCR0 = 0x00; | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | // Taimer 0 loenduri väärtuse määramine | ||
+ | inline void timer0_set_value(unsigned char value) | ||
+ | { | ||
+ | TCNT0 = value; | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | // Taimer 0 ületäitumise lipukese nullimine | ||
+ | inline void timer0_overflow_flag_clear(void) | ||
+ | { | ||
+ | bit_set(TIFR, | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | // Taimer 0 ületäitumise lipukese oleku lugemine | ||
+ | inline bool timer0_overflow_flag_is_set(void) | ||
+ | { | ||
+ | return (bit_is_set(TIFR, | ||
+ | } | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | Järgnevalt on toodud samasugune programm nagu tarkvaralise viite näiteski. Lühemal 100 ms poolperioodil LED süüdatakse, | ||
+ | |||
+ | <code c> | ||
+ | // Kodulabori riistvaralise viite näidisprogramm | ||
+ | // Programm vilgutab ~1 sekundi järel hetkeks LED-i (led_debug) | ||
+ | #include < | ||
+ | #include < | ||
+ | |||
+ | // Põhiprogramm | ||
+ | int main(void) | ||
+ | { | ||
+ | // LED-i viigu väljundiks seadmine | ||
+ | pin_setup_output(led_debug); | ||
+ | |||
+ | // Lõputu tsükkel | ||
+ | while (1) | ||
+ | { | ||
+ | // LED-i süütamine | ||
+ | pin_clear(led_debug); | ||
+ | |||
+ | // Riistvaraline paus 100 millisekundit | ||
+ | hw_delay_ms(100); | ||
+ | |||
+ | // LED-i kustutamine | ||
+ | pin_set(led_debug); | ||
+ | |||
+ | // Riistvaraline paus 900 millisekundit | ||
+ | hw_delay_ms(900); | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | </ |