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

/*putcommands: функция посылает команду управления ЖКИ */

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

void putcommands(unsigned char d) {

PORTDLC = PORTDLC&0xF7; /*установить RS в 0 для передачи команды */

PORTDLC = PORTDLC|0x04; /*установить E в 1 */

PORTDLC = 0x00; /* установить E и RS в 0 */

delay_100us();

delay_100us();

}

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

/* delay_5ms: программная задержка 5 мс */

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

void delay_5ms(void) {

int i;

for (i=0; i<50; i++) {

delay_100us();

}

}

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

/* delay_100us:программная задержка в 100 мс */

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

void delay_100us(void) {

int i;

for(i=0; i<800; i++) {

asm("nop");/*выполнение команды nор ассемблера занимает 1 период*/

}

}

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

/* display_count_LCD: преобразует целое число в ASCII символ */

/* для вывода на ЖКИ */

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

void display_count_LCD(unsigned int count) {

unsigned int thousands_int;

unsigned int hundreds_int;

unsigned int tens_int;

unsigned int ones_int;

char thousands;

char hundreds;

char tens;

char ones;

/*выбирает и преобразует наибольшую значащую цифру в десятичное */

/* значение + 48, образуя ASCII код */

thousands_int = count/1000;

thousands = (char)(thousands_int + 48);

/*выбирает и преобразует следующую наибольшую значащую цифру */

/* в десятичное значение + 48, образуя ASCII код */

hundreds_int = (count - thousands_int*1000)/100;

hundreds = (char)(hundreds_int + 48);

/*выбирает и преобразует следующую наибольшую значащую цифру */

/* в десятичное значение + 48, образуя ASCII код */

tens_int = (count - thousands_int*10 0 0 - hundreds_int*100)/10;

tens = (char)(hundreds_int + 48);

/*выбирает и преобразует следующую наибольшую значащую цифру */

/* в десятичное значение + 48, образуя ASCII код */

ones_int = (count-thousands_int*1000-hundreds_int*100-tens_int*10);

ones = (char)(ones_int + 48);

/*выводит результат на ЖКИ*/

putcommands(0x80); /*курсор ЖКИ переводится на строку 1, позицию 1*/

putchars(thousands);

putchars(hundreds);

putchars(tens);

putchars(ones);

}

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

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

В предыдущем разделе мы рассказали, как измерить скорость вращения двигателя и отобразить ее в оборотах в минуту. В этом разделе мы замкнем контур обратной связи. Для этого мы сравним мгновенную скорость вращения с опорным значением, чтобы затем скорректировать коэффициент заполнения ШИМ и стабилизировать скорость вращения двигателя на желательном уровне при изменении нагрузки двигателя.

Стабилизируем скорость двигателя на уровне 1600 об/мин. Чтобы сделать это, мы должны определить требуемый коэффициент заполнения ШИМ для 1600 об/мин. Из полученного нами графика (рис. 7.17) мы видим, что для обеспечения скорости вращения приблизительно в 1600 об/мин, необходимо подать на двигатель напряжение в 8 В. При питании двигателя от источника в 12 В соответствующий коэффициент заполнения ШИМ составит 66.7 % (8 В/ 12 В).

Чтобы достичь коэффициента заполнения ШИМ в 66.7%, установим значение периода ШИМ на 256 единиц, а коэффициент заполнения ШИМ на 172 единицы.

Как мы уже указывали при предыдущем обсуждении системы ШИМ, эти значения устанавливаются в регистрах PWPER0 и PWDTY0, соответственно.

Мы используем сигнал управления ШИМ с частотой 976 Гц. Для этого частоту таймера ШИМ, равную 8 МГц, необходимо поделить на 32. При этом мы получим частоту в 250 кГц (период 4 мкс) и используем ее в качестве синхронизирующей для системы ШИМ. Поскольку мы используем период в 256 импульсов, частота управления ШИМ будет равна 976 Гц (период = 4 мкс/импульс×256 импульсов).

Ниже приведен исходный текст программы, позволяющей изменять коэффициент заполнения ШИМ, чтобы стабилизировать скорость на уровне 1600 об/мин.

Эта функция используется начальной установки скорости вращения двигателя.

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

/*init_PWM(): инициализация модуля ШИМ контроллера 68HC12 */

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

void init_PWM() {

PWTST = 0x00; /*Установить порт ШИМ в нормальный режим */

PWCTL = 0x00; /*установить режим фронтовой ШИМ */

PWCLK = 0x28; /*без объединения каналов, ECLK/128*/

PWPOL = 0x01; /*активный уровень 1 */

DDRP = 0xFF; /*Порт P конфигурировать как выходной */

PWEN = 0x01; /*установить выход ШИМ */

PWPER0 = 255; /*установить для ШИМ период, соответствующий 976 Гц */

PWDTY0 = 171; /*установить начальный коэффициент заполнения */

/* на отсутствие движения */

}

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

Если в процессе выполнения программы обработки прерывания RTI скорость вращения превышает 1600 об/мин, коэффициент заполнения ШИМ уменьшается на 1. С другой стороны, если скорость вращения меньше, чем 1600 об/мин, коэффициент заполнения ШИМ увеличивается на 1. Каждое приращение или снижения коэффициента заполнения ШИМ приводит к изменению скорости на 8.5 об/мин. Попробуйте вычислить это изменение в качестве домашней работы (задание 19).

Код, позволяющий сравнить опорную скорость с действительной и скорректировать ее обеспечивается в программе обработки RTI прерывания (RTLISR). В этой распечатке кода, функции поддержки ЖКД были помещены в файл для включения LCD.H с их функциями-прототипами.

На рис. 7.20 показаны блок-схема алгоритма и структура программы регулирования частоты вращения маломощного двигателя постоянного тока. В следующем параграфе приведен полный текст программы для этого проекта. Попробуйте разработать блок-схемы алгоритмов для каждой функции проекта в качестве домашней работы (задание 20).

а) Управление скоростью двигателя. Блок-схема алгоритма

б) Управление скоростью двигателя. Структура программы

Рис. 7.20.К программе управления скоростью двигателя

В этом разделе мы использовали методику проектирования сверху-вниз, чтобы разработать, выполнить, и документировать систему стабилизации частоты вращения двигателя. Приводится полный код программы. Если бы мы привели этот код полностью в начале раздела, его сложность могла бы вас испугать. Использование же восходящей методики проектирования позволяет проще и удобнее разбираться с работой каждой функции кода и связью их между собой.