Б.2.3.2 Пояснения для вариантов заданий с использованием звукового излучателя
Требуется написать драйвер звукового излучателя, позволяющий задавать частоту (в герцах) и длительность звука (в миллисекундах).
Для управления звуковым излучателем используется регистр ПЛИС ENA (адрес 080004h). 2-4 биты регистра ENA управляют величиной напряжения на динамике, т.е. позволяют задавать громкость звука2: чем больше «единиц» выставлено в этих битах, тем громче звук. Частота звука задается частотой смены нулей и единиц в управляющих битах регистра ENA. Ниже, в табл. 15, приведены частоты нот первой октавы.
Таблица 15. Частоты музыкальных нот
Нота |
Частота, Гц |
До |
261,63 |
Ре |
293,67 |
Ми |
329,63 |
Фа |
349,22 |
Соль |
391,99 |
Ля |
440,00 |
Си |
493,88 |
Частоты нот каждой соседней октавы отличаются в 2 раза. Например, частота ноты «ля» второй октавы 880 Гц.
Б.2.4 Особенности обработки прерываний в стенде SDK-1.1
В микроконтроллере ADuC812 девять источников прерываний с двумя уровнями приоритетов (см. табл. 16). Когда происходит прерывание, значение программного счетчика помещается в стек, а в сам счетчик загружается адрес соответствующего вектора прерывания.
Таблица 16. Адреса векторов прерывания микроконтроллера ADuC812
Прерывание |
Наименование |
Адрес вектора |
PSMI |
Монитор источника питания ADuC812 |
43H |
IE0 |
Внешнее прерывание INT0 |
03H |
ADCI |
Конец преобразования АЦП |
33H |
TF0 |
Переполнение таймера/счетчика 0 |
0BH |
IE1 |
Внешнее прерывание INT1 |
13H |
TF1 |
Переполнение таймера/счетчика 1 |
1BH |
I2CI/ISPI |
Прерывание от I2C/SPI |
3BH |
RI/TI |
Прерывание от UART |
23H |
TF2/EXF2 |
Переполнение таймера/счетчика 2 |
2BH |
Для каждого источника прерывания программист может задать один из двух уровней приоритета: высокий и низкий. Прерывание с высоким уровнем приоритета может прерывать обслуживание прерывания с низким уровнем приоритета, а если прерывания с разными уровнями происходят одновременно, то прерывание с высоким приоритетом будет обслужено первым. Обслуживание прерывания не может быть прервано прерыванием с таким же уровнем приоритета. Если два прерывания с одинаковым уровнем приоритета происходят одновременно, то порядок их обработки определяется с помощью следующей табл. 17:
Таблица 17. Порядок обработки прерываний с одинаковым уровнем приоритета
Источник |
Очередность |
Описание |
PSMI |
1 (Наивысшая) |
Монитор источника питания ADuC812 |
IE0 |
2 |
Внешнее прерывание INT0 |
ADCI |
3 |
Конец преобразования АЦП |
TF0 |
4 |
Переполнение таймера/счетчика 0 |
IE1 |
5 |
Внешнее прерывание INT1 |
TF1 |
6 |
Переполнение таймера/счетчика 1 |
I2CI+ISPI |
7 |
Прерывание от I2C/SPI |
RI+TI |
8 |
Прерывание от UART |
TF2+EXF2 |
9 (Низшая) |
Переполнение таймера/счетчика 2 |
Прерывания ADuC812 имеют вектора в диапазоне 0003h-0043h, которые попадают в область младших адресов памяти программ. Это пространство соответствует 8Кб (0000h-2000h) FLASH-памяти.
В стенде SDK-1.1 пользователь не имеет возможности записи во FLASHпамять (запись программ осуществляется во внешнюю память программ и данных), следовательно, не может подставить свои процедуры обработки прерываний (точнее, команды перехода к процедурам) по адресам, соответствующим векторам прерываний.
Проблема использования прерываний в пользовательских программах решается следующим образом (см. рис. 128):
По адресам (0003h-0043h) векторов прерываний во FLASH-памяти SDK-1.1 располагаются команды переходов на вектора пользовательской таблицы, размещенной в адресах 2003h-2043h.
По адресам векторов пользовательской таблицы пользователем указываются команды переходов на процедуры обработки прерываний.
Приведем пример помещения собственного вектора в пользовательскую таблицу. Программа использует прерывание от таймера 0 (прерывание 0Bh) для зажигания линейки светодиодов. Данный пример адаптирован для компилятора SDCC. По сравнению с компилятором Keil C51 изменения коснулись функции SetVector (в связи с тем, что компилятор SDCC и микроконтроллер ADuC812 используют различные способы записи многобайтовых чисел в памяти; SDCC – little-endian, ADuC812 – big-endian) и заголовка функции обработчика прерывания (T0_ISR).
#include "aduc812.h"
#define MAXBASE 8
///////////////////////// WriteMax /////////////////////////// // Запись байта в регистр ПЛИС
// Вход:
// regnum – адрес регистра ПЛИС, // val – записываемое значение.
// Выход: нет.
// Результат: нет.
////////////////////////////////////////////////////////////// void WriteMax (unsigned char xdata *regnum, unsigned char val)
{
// Сохранение текущего значения регистра страниц unsigned char oldDPP = DPP;
-
DPP = MAXBASE;
// Установка адреса страницы ПЛИС
*regnum = val;
// Запись значения в регистр ПЛИС
DPP = oldDPP;
// Восстановление сохраненного значения
// регистра страниц
}
//////////////////////// WriteLED ///////////////////////////
// Функция установки состояния линейки светодиодов.
// Вход:
// value – состояния светодиодов.
// Выход: нет.
// Результат: нет.
////////////////////////////////////////////////////////////// void WriteLED(unsigned char value)
{
// Запись состояния светодиодов в регистр 7-й регистр ПЛИС
WriteMax( 7, value );
}
//////////////////////// T0_ISR //////////////////////////////
// Обработчик прерывания от таймера 0.
// Вход: нет.
// Выход: нет.
// Результат: нет.
////////////////////////////////////////////////////////////// void T0_ISR( void ) __interrupt ( 1 )
{
WriteLED( 0x55 ); // Зажигание светодиодов (через один) }
//////////////////////// SetVector ////////////////////////// // Функция, устанавливающая вектор прерывания в
// пользовательской таблице прерываний.
// Вход:
// Vector – адрес обработчика прерывания,
// Address – вектор пользовательской таблицы прерываний.
// Выход: нет.
// Результат: нет.
////////////////////////////////////////////////////////////// void SetVector(unsigned char xdata * Address, void * Vector)
{ unsigned char xdata * TmpVector; // Временная переменная
// Первым байтом по указанному адресу записывается
// код команды передачи управления ljmp, равный 02h
*Address = 0x02;
// Далее записывается адрес перехода Vector
TmpVector = (unsigned char xdata *) (Address + 1);
*TmpVector = (unsigned char) ((unsigned short)Vector >> 8);
++TmpVector;
*TmpVector = (unsigned char) Vector;
// Таким образом, по адресу Address теперь
// располагается инструкция ljmp Vector
}
//////////////////////// Main ////////////////////////////////
// Главная функция
////////////////////////////////////////////////////////////// void main( void )
{
-
TH0 = 0xFF;
// Инициализация таймера 0
TL0 = 0xF0;
//
TMOD = 0x01;
//
TCON = 0x10;
//
// Установка вектора в пользовательской таблице
SetVector( 0x200B, (void *)T0_ISR );
// Разрешение прерываний от таймера 0
ET0 = 1; EA = 1;
while( 1 );
}
В ходе выполнения лабораторной работы производится ознакомление с организацией и принципом работы не только таймеров/счетчиков по прерываниям, но и внешних прерываний INT0/INT1. Необходимо отметить, что в случае последних возможны следующие настройки: по перепаду (фронт или спад напряжения) или по уровню напряжения на внешнем входе. В контроллере SDK-1.1 линии счетного входа таймера/счетчика 0/1 (T0/1) и внешних прерываний INT0/INT1 выведены на DIP-переключатели SW3-1 (см. рис. 129).
Рис. 129. Расположение линий T0/1 и INT0/1 МК ADuC812 (справа) и их вывод на DIP-переключатели