Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

Link to this comparison view

Both sides previous revisionPrevious revision
Next revision
Previous revision
et:examples:timer:delay [2014/10/07 09:42] raivo.sellet: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:hardware:homelab:controller]], [AVR] [[et:avr:architecture]], [AVR] [[et:avr:timers]], [LIB] [[et:software:homelab:library:pin]], [LIB] [[et:software:homelab:library:delay]],[LIB] [[et:software:homelab:library:timer]]//+//Vajalikud teadmised:  
 +[HW] [[et:hardware:homelab:controller]],  
 +[AVR] [[et:avr:timers]], 
 +[LIB] [[et:software:homelab:library:pin]], [LIB] [[et:software:homelab:library:delay]], [LIB] [[et:software:homelab:library:timer]]//
  
 ===== 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, peab arv olema 16- või 32-bitine ja nende arvutamiseks kulub 8-bitistel protsessoritel rohkem kui 1 töötakt. Niisiis, suurte arvude puhul peab tundma protsessori sisemust - täpsemalt selle käsustikku. +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, peab arv olema 16- või 32-bitine ja nende arvutamiseks kulub 8-bitistel protsessoritel rohkem kui 1 töötakt. Niisiis, suurte arvude puhul peab tundma protsessori sisemust - täpsemalt selle käsustikku. Kuna kõrgtaseme keeles (näiteks C-keeles) programmeerides ei kirjutata programmi otse käsustiku baasil, peab tarkvaralise viite tekitamiseks tundma ka kompilaatorit, mis programmi masinkoodi teisendab. Just sellest sõltub, mitu instruktsiooni (ja sellest tulenevalt mitu takti) kulub aritmeetilisteks arvutusteks. Keerukust lisab veel asjaolu, et kompilaator võib programmi masinkoodi teisendada mitut moodi - näiteks tehes masinkoodi võimalikult mälusäästlikuks või võimalikult kiiresti täidetavaks. Neid kompilaatori tegevusi nimetatakse optimeerimiseks. Erinevate optimeerimise režiimidega tulevad ka tarkvaralise viite masinkood ja selle ajaline kestus erinevad.
- +
-Kuna kõrgtaseme keeles (näiteks C-keeles) programmeerides ei kirjutata programmi otse käsustiku baasil, peab tarkvaralise viite tekitamiseks tundma ka kompilaatorit, mis programmi masinkoodi teisendab. Just sellest sõltub, mitu instruktsiooni (ja sellest tulenevalt mitu takti) kulub aritmeetilisteks arvutusteks. Keerukust lisab veel asjaolu, et kompilaator võib programmi masinkoodi teisendada mitut moodi - näiteks tehes masinkoodi võimalikult mälusäästlikuks või võimalikult kiiresti täidetavaks. Neid kompilaatori tegevusi nimetatakse optimeerimiseks. Erinevate optimeerimise režiimidega tulevad ka tarkvaralise viite masinkood ja selle ajaline kestus erinevad.+
  
 ===== 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 54: Line 53:
  
 Selleks, et taimeriga viide tekitada, piisabki vaid loenduri seadistamisest ja olekubiti kõrgeks minemise ootamisest. Erinevalt tarkvaralisest viitest ei sõltu taimerite töö kompilaatorist, mis teeb nende kasutamise töökindlamaks. Samas võib AVR loendurite mitmekesisuse (või ka segasuse) tõttu  nende seadistamine üsna tülikas tunduda. Olenevalt mikrokontrolleri taktsignaalist võib ka juhtuda, et see ei jagu täpselt soovitud viite perioodiga ja viide ei ole täpne. Selleks, et taimeriga viide tekitada, piisabki vaid loenduri seadistamisest ja olekubiti kõrgeks minemise ootamisest. Erinevalt tarkvaralisest viitest ei sõltu taimerite töö kompilaatorist, mis teeb nende kasutamise töökindlamaks. Samas võib AVR loendurite mitmekesisuse (või ka segasuse) tõttu  nende seadistamine üsna tülikas tunduda. Olenevalt mikrokontrolleri taktsignaalist võib ka juhtuda, et see ei jagu täpselt soovitud viite perioodiga ja viide ei ole täpne.
- 
- 
-===== Praktika ====== 
  
 Järgnev programmikood käib tarkvaralise viite funktsiooni //sw_delay_ms// kohta, mis tekitab parameetriga //count// etteantud viite millisekundites. Funktsioon kasutab omakorda avr-libc teegi poolenisti assemblerkeeles kirjutatud funktsiooni //_delay_ms//. Põhjus, miks harjutuses pole kohe //_delay_ms// kasutatud, on selles, et //_delay_ms// puhul võivad pikkade viidetega probleemid tekkida. //sw_delay_ms// funktsioon võimaldab aga probleemideta kuni 65535 ms viidet. Järgnev programmikood käib tarkvaralise viite funktsiooni //sw_delay_ms// kohta, mis tekitab parameetriga //count// etteantud viite millisekundites. Funktsioon kasutab omakorda avr-libc teegi poolenisti assemblerkeeles kirjutatud funktsiooni //_delay_ms//. Põhjus, miks harjutuses pole kohe //_delay_ms// kasutatud, on selles, et //_delay_ms// puhul võivad pikkade viidetega probleemid tekkida. //sw_delay_ms// funktsioon võimaldab aga probleemideta kuni 65535 ms viidet.
  
 <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 69: Line 63:
  while (count-- > 0)  while (count-- > 0)
  {  {
- // 1ms viide spetsiaalse funktsiooniga+ // 1 ms viide spetsiaalse funktsiooniga
  _delay_ms(1);  _delay_ms(1);
  }  }
Line 78: Line 72:
  
 <code c> <code c>
-// Kodulabori tarkvaralise viite demonstratsioonprogramm. +// Kodulabori tarkvaralise viite näidisprogramm 
-// Programm vilgutab ~1 sekundi järel hetkeks LED-i.+// Programm vilgutab ~1 sekundi järel hetkeks LED-i
 #include <homelab/pin.h> #include <homelab/pin.h>
 #include <homelab/delay.h> #include <homelab/delay.h>
Line 86: Line 80:
 int main(void) int main(void)
 { {
 + // LED-i viigu väljundiks seadmine
 + pin_setup_output(led_debug);
  
  // Lõputu tsükkel   // Lõputu tsükkel
- while (true)+ while (1)
  {  {
  // LED-i süütamine  // LED-i süütamine
Line 96: Line 92:
  sw_delay_ms(100);  sw_delay_ms(100);
    
- // LED kustutamine+ // LED-i kustutamine
  pin_set(led_debug);  pin_set(led_debug);
  
Line 108: Line 104:
  
  
-Järgnev programmikood on taimeril põhinev ehk riistvaraline viitefunktsioon, mida on natuke lihtsustatud. Loendamise põhimõte on sama, mis tarkvaralise viite funktsioonilgi - tekitatakse soovitud arv 1 ms pikkuseid viiteid. Viite tekitamiseks on kasutusel 8-bitine loendur 0. Eelnevalt on juba välja arvutatud, et 14,7456 Mhz taktsageduse puhul peab loenduri taktsignaal olema vähemalt 64-ga jagatud, et 1 ms jooksul 8-bitine loendur üle ei täituks. See, mis väärtust loendur omama peab, et ületäitumine toimuks 1 ms järel, on esitatud avaldise kujul ja omistatud muutujale //timer_start//. //F_CPU// on makro-keele konstant, mis näitab taktsagedust hertsides. Nimetatud taktsageduse puhul peaks loenduri väärtus 25,6 olema, kuid kuna murdarve kasutada ei saa, siis loenduri algväärtuseks saab 26. Siin tekib paraku ka viga viite ajas, kuid see on üsna väike (-1,7 μs).+Järgnev programmikood on taimeril põhinev ehk riistvaraline viitefunktsioon, mida on natuke lihtsustatud. Loendamise põhimõte on sama, mis tarkvaralise viite funktsioonilgi - tekitatakse soovitud arv 1 ms pikkuseid viiteid. Viite tekitamiseks on kasutusel 8-bitine loendur 0. Eelnevalt on juba välja arvutatud, et 14,7456 MHz taktsageduse puhul peab loenduri taktsignaal olema vähemalt 64-ga jagatud, et 1 ms jooksul 8-bitine loendur üle ei täituks. See, mis väärtust loendur omama peab, et ületäitumine toimuks 1 ms järel, on esitatud avaldise kujul ja omistatud muutujale //timer_start//. //F_CPU// on makro-keele konstant, mis näitab taktsagedust hertsides. Nimetatud taktsageduse puhul peaks loenduri väärtus 25,6 olema, kuid kuna murdarve kasutada ei saa, siis loenduri algväärtuseks saab 26. Siin tekib paraku ka viga viite ajas, kuid see on üsna väike (-1,7 μs).
  
 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. 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> <code c>
-// Riistvaraline viide millisekundites Atmega kontrolleril+// Riistvaraline viide millisekundites ATmega kontrolleril
 void hw_delay_ms(unsigned short count) void hw_delay_ms(unsigned short count)
 {  {
Line 146: Line 142:
 </code> </code>
  
-Esitatud viite funktsioon kasutab aga taimerite teeki, mille lähtekood Atmega kontrollerile näeb välja järgmine:+Esitatud viite funktsioon kasutab aga taimerite teeki, mille lähtekood ATmega kontrollerile näeb välja järgmine:
  
 <code c> <code c>
Line 180: Line 176:
 } }
  
-// 
 // Taimer 0 ületäitumise lipukese nullimine // Taimer 0 ületäitumise lipukese nullimine
-// 
 inline void timer0_overflow_flag_clear(void) inline void timer0_overflow_flag_clear(void)
 { {
Line 206: Line 200:
 int main(void) int main(void)
 { {
 + // LED-i viigu väljundiks seadmine
 + pin_setup_output(led_debug);
  
  // Lõputu tsükkel   // Lõputu tsükkel
- while (true)+ while (1)
  {  {
  // LED-i süütamine  // LED-i süütamine
et/examples/timer/delay.1412674964.txt.gz · Last modified: 2020/07/20 09:00 (external edit)
CC Attribution-Share Alike 4.0 International
www.chimeric.de Valid CSS Driven by DokuWiki do yourself a favour and use a real browser - get firefox!! Recent changes RSS feed Valid XHTML 1.0