Робота з портами вводу/виводу

 

 

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

Лабораторна робота 1

Робота з портами вводу/виводу.

Вивчення пакета MPLAB

 

1. МЕТА

На прикладі мікроконтролера PIC16C56 вивчити режими роботи портів вводу/виводу, способи й особливості їх ініціалізації. Розглянути ввід/вивід дискретних сигналів. Набути практичні уміння роботи з пакетом MPLAB, засвоїти способи задання зовнішніх впливів на виводи портів мікроконтролера.

 

2. ЗАВДАННЯ ПО ЛАБОРАТОРНІЙ РОБОТІ

2.1. Ініціалізація портів вводу/виводу.

2.1.1. Настроїти порт A на вивід (регістр TRISA).

2.1.2. Настроїти порт B на ввід (регістр TRISB).

2.2. Ввід інформації з датчиків дискретних сигналів.

2.2.1. Увести через порт B число M, відповідно до варіанта завдання.

2.2.2. Записати введене число в комірку пам'яті даних з адресою A, відповідно до варіанта завдання.

2.3. Вивід дискретних сигналів із мікроконтролера.

2.3.1. Вивести молодшу тетраду введеного числа в порт A.

2.3.2. Вивести старшу тетраду введеного числа в порт A.

3. ВАРІАНТИ ЗАВДАНЬ

Варіант

Номер у журналі групи

M

A

M

A

M

A

M

A

 

Приклад програми. Виконання конфігурації розрядів 7 – 4 порту B на вивід, а розрядів 3 – 0 – на ввід інформації.

…

PORTB EQU 0x06 ; адреса регістру порту

; вводу/виводу

movlw b’00001111’

;

|| ;

Розряди 3-0 порту B на ввід ; └┴┴┴─────── розряди 7-4 порту B на вивід tris PORTB ; конфігурування порту B … ; продовження програми Приклад програми. Ввід інформації із порту A та запис її в комірку пам'яті даних з адресою 0x10. … PORTA EQU 0x05 ; адреса регістру порту вводу/виводу MEM EQU 0x10 ; адреса регістру у пам'яті даних movf PORTA, 0 ; ввід із порту A в регістр W movwf MEM ; запис в комірку пам'яті даних … ; продовження програми Приклад програми. Вивід молодшої тетради із комірки пам'яті даних з адресою 0x10 в старші розряди порту B. … PORTB EQU 0x06 ; адреса регістру порту вводу/виводу MEM EQU 0x10 ; адреса регістру у пам'яті даних swapf MEM, 0 ; обмін тетрад місцями та запис у W movwf PORTB ; виводу із регістру W у порт B … ; продовження програми   4. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 4.1. Запуск пакета MPLAB. 4.2. File –> New – створення нового вікна для набору тексту програми. 4.3. Набір тексту програми. 4.4. File –> Save As ... – збереження тексту програми у файлі з розширенням .asm. 4.5. Options –> Development Mode – вибір типу мікроконтролера (PIC16C56) і режиму (Simulator). 4.6. Project –> Build Node – компіляція програми. 4.7. Якщо є помилки – виправлення помилок і перехід до пункту 4.6. 4.8. Debug –> Simulator Stimulus –> Clock Stimulus ... – задання зовнішніх сигналів на входи портів вводу/виводу. 4.9. Window –> Special Function Registers – відкриття вікна регістрів спеціального призначення. 4.10. Debug –> Run –> Reset – скидання мікроконтролера. 4.11. Debug –> Run –> Step – покрокове виконання програми. 4.12. File –> Exit – вихід із програми.   5. Зміст звіту 5.1. Тема. 5.2. Мета. 5.3. Індивідуальне завдання. 5.4. Лістинг програми (файл .lst) із докладним коментуванням виконання програми. 5.5. Короткий опис програми. 5.6. Методика тестування програми і вміст .sti файлу. 5.7. Результати виконання програми. 5.8. Висновки.     Лабораторна робота 2   Режими роботи таймера. Сторожовий таймер (WDT) 1. МЕТА Вивчити основні режими функціонування таймера, способи й особливості його ініціалізації, варіанти використання і настроювання попереднього дільника, функціонування сторожового таймера.   2. ЗАВДАННЯ ПО ЛАБОРАТОРНІЙ РОБОТІ 2.1. Зробити ініціалізацію таймера, зробити конфігурацію елементів схеми таймера відповідно до варіанта завдання. 2.1.1. Визначити значення біта T0CS (біт 5 у регістрі OPTION). 2.1.2. Визначити значення біта T0SE (біт 4 у регістрі OPTION). 2.1.3. Визначити значення біта PSA (біт 3 у регістрі OPTION). 2.1.4. Визначити значення бітів PS2 – PS0 (біти 2 – 0 у регістрі OPTION). 2.2. Зробити ділення зовнішньої частоти F, що надходить на вивід RA4/T0CKI мікроконтролера PIC16F84 з коефіцієнтом ділення К1. Отриману частоту вивести на вивід RB0 мікроконтролера. 2.3. Оцінити максимально можливу вхідну частоту F. 2.4. Визначити період скидання сторожового таймера при використанні попереднього дільника з коефіцієнтом ділення K2. 2.5. Проаналізувати функціонування сторожового таймера в режимі SLEEP.   3. ВАРІАНТИ ЗАВДАНЬ 3.1. Для парних номерів за списком журналу групи рахунковий перепад – фронт імпульсу. 3.2. Для непарних номерів за списком журналу групи рахунковий перепад – спад імпульсу. 3.3. Коефіцієнт розподілу частоти К1 = C + I + N, де C – номер групи, I – індекс групи (1 для «А», 2 для «Б» і т.д.), N – номер студента за списком журналу групи. 3.4. Коефіцієнт ділення попереднього дільника K2 = 2n, при n = N mod 8, де N – номер студента за списком журналу групи. Приклад програми. Конфігурація схеми таймера за наступними вихідними даними: тактування таймера виробляється від зовнішнього джерела тактових імпульсів по задньому фронту із використанням попереднього дільника з коефіцієнтом ділення 1:64. … movlw b’00110101’ ;

|| ;

Коефіцієнт поперед.дільника 1:64 ;

Попередній дільник підключений до ;

Каналу таймера ;

Тактування по задньому фронту ; ||└──────── тактування від зовнішнього генератора ; └┴───────── у даній роботі не мають значення option ; конфігурування схеми таймера … ; продовження програми Приклад програми. Підрахунок 10 тактових імпульсів за допомогою таймера, за умови, що таймер сконфігурований заздалегідь. … bcf INTCON, GIE ; заборона переривань bcf INTCON, T0IF ; скидання прапорця переповнення ; таймера movlw .256-10 ; формування константи для movwf TMR0 ; ініціалізації таймера m1 btfss INTCON, T0IF ; очікування переповнення таймера goto m1 ; перехід, якщо таймер не переповнений … ; продовження програми Зауваження.Імена регістрів TMR0 (адреса 0x01), INTCON (адреса 0x0B), і біт T0IF(2), GIE(7), доступні при підключенні заголовного файлу P16F84.INC, або повинні бути описані в описовій секції програми. Приклад програми. Визначення скидання мікроконтролера за сигналом сторожового таймера. … btfsc STATUS,NOT_TO ; перевірка прапорця спрацьовування WDT goto res ; перехід, якщо не скидання від WDT brfss STATUS,NOT_PD ; перевірка прапорця спрацьовування WDT goto WDT_RES ; перехід на підпрограму обробки ; скидання за сигналом WDT res … ; продовження програми Зауваження.Для можливості функціонування сторожового таймера в пакеті MPLAB, необхідно зробити його настроювання: меню Options–> Processor Setup–>Hardware–>WDT Chip Reset Enable (для пакета MPLAB ver. 4.12). Імена регістру STATUS (адреса 0x03), і біт NOT_TO(4), NOT_PD(3) доступні при підключенні заголовного файлу P16F84.INC, або повинні бути описані в описовій секції програми.   4. Зміст звіту 4.1. Тема. 4.2. Мета. 4.3. Індивідуальне завдання. 4.4. Структурна схема таймера та сторожового таймера. 4.5. Пояснення до схеми. 4.6. Лістинг програми (файл .lst) із коментуванням виконання програми. 4.7. Короткий опис програми. 4.8. Методика тестування програми і вміст .sti файлу. 4.9. Результати виконання програми. 4.10. Висновки.   Лабораторна робота 3   Формування часових інтервалів. Сторінкова організація пам'яті   1. МЕТА Вивчити способи формування часових інтервалів різної тривалості, організацію сторінкової пам'яті програм і даних.   2. ЗАВДАННЯ ПО ЛАБОРАТОРНІЙ РОБОТІ 2.1. На виводі RB1 мікроконтролера сформувати імпульс тривалістю t1. 2.1.1. Реалізувати часову затримку заданої тривалості. 2.1.2. Спираючись на знання, отримані в лабораторній роботі 1, на виводі RB1 мікроконтролера сформувати імпульс заданої тривалості. 2.2. На виводі RB2 мікроконтролера сформувати імпульс тривалістю t2. 2.2.1. Реалізувати часову затримку заданої тривалості без використання таймера у вигляді підпрограми і розташувати її за адресою 0x123 у пам'яті програм. 2.2.2. Спираючись на знання, отримані в лабораторній роботі 1, на виводі RB2 мікроконтролера сформувати імпульс заданої тривалості. Виклик підпрограм робити явно. 2.3. На виводі RB3 мікроконтролера сформувати імпульс тривалістю t3. 2.3.1. Реалізувати часову затримку заданої тривалості з використанням таймера у вигляді підпрограми і розташувати її за адресою 0x234 у пам'яті програм. 2.3.2. Спираючись на знання, отримані в лабораторній роботі 1, на виводі RB3 мікроконтролера сформувати імпульс заданої тривалості. Виклик підпрограм робити неявним чином. Зауваження.Конфігурацію пристроїв мікроконтролера зробити без використання команд TRIS і OPTION, використовуючи спеціальні регістри банку 1.   3. ВАРІАНТИ ЗАВДАНЬ 3.1. t1 = [(N mod 5) + 1] · tц, де N – номер студента за списком журналу групи, tц – тривалість командного циклу. 3.2. t2 = (C + I · N) · tц, де C – номер групи, I – індекс групи, N – номер студента за списком журналу групи, tц – тривалість командного циклу. 3.3. t3 = 20 · C · I · N · tц, де C – номер групи, I – індекс групи, N – номер студента за списком журналу групи, tц – тривалість командного циклу. 3.4. Для парних номерів за списком журналу групи формувати позитивний імпульс на виводах мікроконтролера (_éù_), а для непарних номерів – негативний імпульс (ù_é).   Приклад програми. Виконання затримки без використання таймера: … movlw CDEL ;[1] запис константи movwf VDEL ;[1] у лічильник m1 decfsz VDEL, 1 ;[1] зменшення значення лічильника ;[2] якщо VDEL = 0 пропуск наступної команди goto m1 ;[2] перехід, якщо VDEL ≠ 0 … ; продовження програми Зауваження.У квадратних дужках зазначений час виконання кожної команди у тактах. Час виконання фрагмента програми tв при різних значеннях константи CDEL обчислюється таким чином: при CDEL = 1 tв = 1 + 1 + 2 = 4 такти, при CDEL = 2 tв = 1 + 1 + 1 + 2 + 2 = 7 тактів. Таким чином, у загальному випадку затримка буде дорівнювати tз = (3 · CDEL + 1) · tц.   Приклад програми. Виконання затримки із використанням таймера: … ; ініціалізація таймера movlw b'00000000' ;тактування від внутрішнього генератора ;з попереднім дільником при К = 2 bsf STATUS, RP0 ;вибір банку 1 movwf OPTION_REG ;запис у регістр OPTION bcf STATUS, RP0 ;вибір банку 0 … bcf INTCON, T0IF ;[1] скидання прапорця переповнення ; таймера movlw CDEL ;[1] запис константи для movwf TMR0 ;[1] ініціалізації лічильника m1 btfss INTCON, T0IF ;[1] перевірка біта T0IF у регістрі ; INTCON ;[2] якщо T0IF = 1 пропуск наступної ; команди goto m1 ;[2] перехід, якщо T0IF = 0 … ; продовження програми Зауваження.У загальному випадку затримка буде приблизно дорівнювати tз = [3 + (256 – CDEL) · K] · tц, де K – коефіцієнт ділення попереднього дільника (1, 2, 4, 8, …, 256).   Приклад програми. Неявний виклик підпрограми з адресою 0x345: … ; основна програма call proc1 ; виклик підпрограми proc1 … ; продовження основної програми   proc1 ; підпрограма proc1 movlw 0x03 ; запис старших розрядів movwf PCLATH ; у регістр PCLATH movlw 0x45 ; запис молодших розрядів movwf PCL ; у регістр PCL і перехід за адресою 0x345 … org 0x345 ; розміщення підпрограми з адреси 0x345 … ; команди підпрограми return ; повернення з підпрограми в основну ; програму 4. Зміст звіту 4.1. Тема. 4.2. Мета. 4.3. Індивідуальне завдання. 4.4. Алгоритми програм і підпрограм. 4.5. Лістинг програми (файл .lst) із докладним коментуванням виконання програми. 4.6. Короткий опис програми. 4.7. Результати виконання програми. 4.8. Висновки.     Лабораторна робота 4  

Організація і використання пам'яті даних

1. МЕТА Вивчити сторінкову організацію пам'яті даних. Навчитися використовувати режим…  

Система переривань мікроконтролера PIC16F84.

Власні оброблювачі переривань

1. МЕТА Вивчити систему переривань мікроконтролера PIC16F84, способи формування…  

Приклад функціональної схеми пристрою.

  5. Зміст звіту 5.1. Тема.