ПРОГРАМУВАННЯ ОДНОКРИСТАЛЬНИХ МІКРОПРОЦЕСОРНИХ КОНТРОЛЕРІВ, Євген Проскурка

Лаб4. Робота з входами та виходами мікроконтролера сімейства megaAVR <– Зміст –> Лаб6. Робота таймерів/лічильників в мікроконтролерах сімейства megaAVR

ЛР5 Робота з перериваннями в мікроконтролерах сімейства megaAVR

Мета роботи: Ознайомитися з принципом роботи переривань в мікроконтролерах (МК) сімейства megaAVR.

1. Завдання на виконання роботи

1.1. Скласти схему підключення до мікроконтролера AVR ATmega328P в програмному середовищі Proteus (рис. 5.1). При складані схеми використати наступні компоненти представлені в таблиці 5.1.

Рис. 5.1. Схема в програмному середовищі Proteus.

Таблиця 5.1. Список елементів.

1.2. Написати програму в середовищі AVR Studio для функціонування схеми за завданням відповідно варіанту, що наведено в таблиці 5.2.

1.3. Протестувати написану програму в середовищі AVR Studio на схемі складеної в програмному середовищі Proteus.

2. Теоретичні відомості

2.1. Робота з перериваннями в мікроконтролерах сімейства megaAVR

Переривання (interrupts) – це виклики певних функцій, які генеруються, головним чином, апаратною частиною мікроконтролера. В результаті виникнення переривання виконання основної програми призупиняється і відбувається перехід до відповідної підпрограми обробки переривання.

В програмному середовищі AVR Studio підпрограми обробки переривань мають такий вигляд:

ISR(вектор_переривання)

{
//Програмний код обробки переривання
}

де вектор_переривання – це фіксоване умовне позначення типу переривання.

Майже на кожному піні Atmega328P є переривання, які називаються PCINT (Pin Change Interrupts). Ці переривання генеруються, коли змінюється стан піна. Всі такі переривання діляться на три групи, оскільки їх багато, а регістри для їх управління восьмибітні.

1) Переривання групи PCIE0 генерується при зміні стану пінів PCINT0–PCINT7 (порт B: піни PB0–PB7). Вектор переривання в програмному середовищі AVR Studio позначається – PCINT0_vect.

2) Переривання групи PCIE1 генерується при зміні стану пінів PCINT8–PCINT14 (порт C: піни PC0–PC6). Вектор переривання в програмному середовищі AVR Studio позначається – PCINT1_vect.

3) Переривання групи PCIE2 генерується при зміні стану пінів PCINT16– PCINT23 (порт D: піни PD0–PD7). Вектор переривання в програмному середовищі AVR Studio позначається – PCINT2_vect.

Переривання генеруються за умови що дозволено переривання на цьому піні, коли змінюється стан піна. Для того, щоб дозволити переривання на піні, потрібно записати одиницю в відповідний біт регістра PCMSK0, PCMSK1 або PCMSK2, в залежності від того, до якої групи належить пін.

Регістр PCMSK2:

Регістр PCMSK1:

Регістр PCMSK0:

Для того, щоб дозволити переривання в групі, потрібно записати одиницю в відповідний біт регістра PCICR:

Для того, щоб дозволити переривання в МК необхідно установити біт глобального дозволу переривань за допомогою функції sei().

Для роботи з перериваннями в програмному середовищі AVR Studio необхідно підключити заголовний файл: #include <avr/interrupt.h>

3. Порядок виконання роботи

3.1. Запустити програмне середовище AVR Studio.

3.2. Написати програму за завданням відповідного варіанту за табл. 5.2 представленою нижче. Нижче представлена частина програми, яку необхідно доповнити.

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
ISR(PCINT1_vect) {
    // Умова перевірки натискання кнопки B1  
    if (!(PINC & (1 << PC1))) {
    // Засвітити світлодіоди D1-D4 згідно завдання    
    }

    // Дописати умову перевірки натискання кнопки B2  
    if () {
    // Засвітити світлодіоди D1-D4 згідно завдання    
    }

    // Дописати умову перевірки натискання кнопки B3  
    if () {
    // Засвітити світлодіоди D1-D4 згідно завдання    
    }
}

int main(void) {
    // Встановити порт В на вихід, а порт С на вхід
    sei();
    // Встановити значення регістрів PCICR та PCMSK1 для дозволу переривань 
    while(1);
}

Таблиця 5.2. Варіанти завдання.

Продовження таблиці 5.2.

ПРИМІТКА: В таблиці в кожному варіанті знаком + вказано, які світлодіоди D1-D4 необхідно при натисканні відповідно кнопок B1-B4.

3.3. Побудувати проєкт, отримати hex-файл.

3.4. Запустити програмне середовище Proteus. Побудувати схему за рис. 5.1.

3.5. Вказати в елементі ATMEGA328P шлях до hex-файлу.

3.6. Промоделювати роботу схеми. Впевнитися, що вона працює відповідно завданню варіанта.

3.7. Оформити звіт про роботу.

4. Вміст звіту про роботу.

4.1. Назва, мета та завдання на виконання роботи.

4.2. Зображення схеми зібраної в програмному середовище Proteus та результати виконання за варіантом завдання.

4.3. Лістінг програми написаної в програмному середовищі AVR Studio.

5. Контрольні питання.

5.1. Пояснити принцип роботи переривань в МК.

5.2. Вказати функцію, що дозволяє глобальні переривання.

5.3. Пояснити призначення регістрів PCICR та PCMSK0-PCMSK2.

5.4. Пояснити типи підключення світлодіодів.

5.5. Пояснити призначення підтягуючих резисторів.

Лаб4. Робота з входами та виходами мікроконтролера сімейства megaAVR <– Зміст –> Лаб6. Робота таймерів/лічильників в мікроконтролерах сімейства megaAVR