Юрий Ревич - Занимательная микроэлектроника

Листинг 19.2

;команду ldi temp,(1<

ldi temp, (1«TOIE0)|(1<<���ОСIЕ2)

;добавляем:

ldi temp,156

out OCR2,temp ;получаем 100 Гц Timer2

…

;коэффициент коррекции ============

clr ZH;addr eepr

ldi ZL,KorrEE

rcall ReadEEP

cpi temp,$FF

brne corr_K

ldi temp,100 ;если = FF, то по умолчанию 100

corr_K:

ldi ZH,1

ldi ZL,KorrRAM

st Z,temp

Величина задержки по умолчанию определяется на основе предварительных изысканий по уходу конкретного кварца (здесь часы спешили примерно на 1 с в сутки). Не забудем заменить в четвертой сверху строке таблицы прерываний retiна rjmp TIM2_comp. Отведем для счета прерываний регистр count_msek(пусть будет r12). Бит 4 регистра Flagбудет сигнализировать о том, отстают часы или спешат (если отстают, то бит установлен). Значение этого бита и регистра count_msekбудем устанавливать в момент, когда будет вызываться процедура коррекции (см. далее), там же часы останавливаются. Сам обработчик приведен в листинге 19.3.

Листинг 19.3

ТIМ2_СОМР:

dec count_msek

brne end_t ;если еще не 0, то на выход

sbrs Flag,4

rjmp k_minus ;если спешат, то пропустить если отстают

cbr Flag,8 ;очищаем бит к следующему разу; устанавливаем часы на 01 сек. и заводим их

ldi temp,1

rcall IniSek

ldi count_sek,1 ;меняем значение в регистре секунд

ldi ZH,1

ldi ZL,Sek

st Z,count_sek

rjmp end_korr

k_minus:

;если спешат, просто заводим часы обратно

clr temp

rcall IniSek

end_t:

reti ;конец прерывания коррекции

Теперь собственно процедура вызова коррекции: будем выполнять ее в полночь. Она довольно громоздкая, потому что приходится определять момент, когда полночь настала. Мы можем вклинить ее туда, где часы проверяются на кратность трем (0 минут и 0 секунд нам обеспечены). Однако сразу после этого производится запись во flash (а иногда и не производится), и она нам будет непредсказуемо тормозить коррекцию. Потому будем ее проводить в одну минуту первого (00:01:00). Сразу после метки sek_0вписываем фрагмент кода, содержащийся в листинге 19.4.

Листинг 19.4

sek_0:

ldi ZL,1 ;загружаем минуты

ld temp,Z+;

cpi temp,1 ;сравниваем минуты, если 1 — коррекция

breq min_1

cpi temp,0 ;сравниваем минуты, если 0 — запись

breq mm0 ;на проверку трехчасового цикла

reti ;иначе выходим

min_1:

ld temp,Z ;загружаем часы

cpi temp,0 ;сравниваем часы = 0

breq hour_0 ;если равны 0, то на коррекцию

reti ;иначе выходим

hour_0:

ldi ZL,KorrRAM ;коэффициент коррекции Id

count_msek,Z ;в счетчик

ldi temp,128

ср count_msek,temp ;определяем его величину

brlo k_plus

com count_msek ;если больше 127, то вычитаем из 255

sbr Flag,8 ;значит отстают

k_plus: ;если меньше — часы отстают

ldi temp,$80

rcall IniSek ;останавливаем часы

ldi temp,0Ь00000110 ;заводим таймер

out TCCR2,temp ;Timer2 1:256

reti

mm: ;далее по тексту программы

Разумеется, если вы используете сторожевой таймер, то его следует останавливать на время проведения этой операции (и запускать в прерывании Timer 2 по окончании коррекции.) В правильно организованной программе, кроме того, необходимо также запрещать за некоторое время до наступления момента коррекции длинные процедуры с запрещением прерываний (вроде чтения данных из Flash), иначе коррекцию можно пропустить.

Частоту можно измерять, как известно, двумя способами: либо подсчетом числа импульсов измеряемой частоты за определенный промежуток времени, либо, наоборот, подсчетом числа импульсов известной частоты за период (или несколько периодов) измеряемого сигнала. В первом случае мы получаем именно значение частоты (если промежуток времени равен 1 с, то сразу в герцах), а во втором — обратную величину, значение периода. Первый способ удобнее для измерения высоких частот, второй — низких.

С помощью контроллеров МК частоту можно измерять несколькими путями. В том числе есть специальный режим работы таймеров с «захватом» (capture) внешнего перепада уровней и генерацией прерывания по этому поводу. Он удобен для измерения периода низких (с точки зрения МК) частот по второму способу. Здесь я покажу метод прямого измерения (по способу подсчета импульсов) достаточно высокой частоты, причем с подстройкой измерительного интервала для получения более точного результата прямо в физических величинах — герцах.

Предположим, измеряемая частота находится в диапазоне до 4 МГц, и нам желательно измерить ее с разрешением до 1 Гц. Прежде всего отметим, что тактовая частота контроллера должна превышать измеряемую не менее, чем в два раза — таково требование руководства. Обнаружение изменения внешнего сигнала производится по фронту тактового, и если период измеряемого сигнала слишком короткий, то в регистрации могут быть пропуски.

Замечание

Отметим, что перепад уровней внешнего сигнала регистрирует автономная асинхронная схема. Потому из изложенного в руководстве не следует, что тактовая частота должна быть выше измеряемой именно в два раза — достаточно простого превышения. И по моему опыту AVR прекрасно измеряют частоту всего в полтора раза ниже тактовой. Однако окончательное суждение по этому вопросу я оставляю на усмотрение читателей — изложение в руководстве не очень толковое (не до конца прояснен вопрос с задержками регистрации фронта сигнала), и, конечно, лучше «на всякий случай» следовать фирменным рекомендациям.

Так что нам потребуется МК с тактовой частотой не менее 8 МГц. Выберем АТ9 °C2313 (Classic— при необходимости легко модифицировать алгоритм к любому AVR) с частотой 8 МГц. Для измерения мы используем два таймера— один 16-разрядный (Timer 1) для отсчета собственно внешней частоты, и второй (Timer 0) для отсчета измерительного интервала.

Заметки на полях

Результат измерения частоты 4 МГц с точностью до герца в принципе займет не менее трех 8-битовых регистров. Но реальное их число, которое требуется задействовать, будет зависеть от нижнего предела измеряемой частоты. В самом деле, предположим, что частота может меняться не более чем на 256 Гц. Тогда старшие два регистра всегда будут показывать одно и то же число (и точно известно, какое), а все изменения будут регистрироваться только в самом младшем регистре счетчика. Если же частота 4 МГц не меняется более чем на 65 кГц, то можно оставить только два регистра (собственно таймера). Здесь важно только, чтобы в процессе изменений частота не «переваливала» за границу, когда старший регистр тоже меняется (что в нашем случае произойдет, например, если средняя частота колеблется около значения 2 22= 4 194 304), иначе возникнет неоднозначность (которую, впрочем, также в некоторых случаях можно учесть). Но мы не будем в этот вопрос углубляться, а тупо предположим, что частота в пределах емкости трех регистров (т. е. с большим запасом — до 16,7 МГц) может быть любой.