PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

12.4. Контроль по четности представляет собой метод, при котором значение числа всегда является четным или же нечетным. Для этого на стороне передатчика к слову данных добавляется дополнительный бит, значение которого подобрано таким образом, чтобы удовлетворять указанному критерию. Например, при контроле по нечетности (odd) 8-битного числа Ь’01101111’ оно преобразуется в число Ь’101101111’. Приемник же проверяет полученное значение на предмет его нечетности. Если один (или любое нечетное количество) бит был поврежден из-за помех, возникнет ошибка четности (parity error).

Используя модуль USART микроконтроллера PIC, напишите программу, переключающую модуль в режим передачи 9-битных слов и вычисляющую значение бита для контроля по нечетности содержимого DATA_OUT. Этот бит затем должен заноситься в бит TX9D регистра TXSTA перед загрузкой байта данных в регистр TXREG и его передачей.

12.5. Перепишите подпрограмму GETCHAR из Программы 12.14 в виде процедуры обработки прерывания (назовем ее GETCH). Сравните эти два подхода к решению задачи приема символа.

12.6. Система сбора данных считывает значение температуры каждые 15 мин. Потребляемый ток сведен к минимуму за счет использования низковольтной версии микроконтроллера, работающей при напряжении 3 В, и кварцевого резонатора с частотой 32.768 кГц. В этих условиях ток потребления микросхемы с работающим Таймером 1 составляет не более 70 мкА (типовое значение — 45 мкА). Отсчеты запоминаются во внешней микросхеме EEPROM с интерфейсом 12С, однако питание на нее подается только на время записи — в качестве источника питания EEPROM используется отдельный вывод порта. Устройство должно работать от одного комплекта батарей в течение 6 месяцев, находясь при этом на дне озера. Можете ли вы подобрать подходящую микросхему EEPROM из семейства 24LCXXX и оценить требуемую емкость батареи в мА∙ч?

Глава 13 Главное — время

Во многих системах ключевые операции тем или иным образом связаны со временем. Это может быть измерение длительности какого-либо события, подсчет числа внешних событий или же управление внешним объектом в течение определенного периода времени. В качестве примера можно указать задачу измерения интервала между импульсами, формируемыми датчиком при прохождении мимо него зубцов маховика коленчатого вала двигателя. Впоследствии это значение может быть использовано для определения скорости вращения вала (см. Рис. 3.8. на стр. 78).

В тех случаях, когда время становится одним из важнейших критериев, для реализации указанных функций обычно используются аппаратные счетчики, а не программно-формируемые задержки. В данной главе мы познакомимся с различными модулями таймеров, встречающимися в микроконтроллерах PIC среднего уровня. После прочтения этой главы вы:

• Узнаете, как можно увеличить надежность микроконтроллерной системы с помощью сторожевого таймера, а также научитесь использовать интегрированный модуль сторожевого таймера микроконтроллеров PIC.

• Сможете использовать модуль базового 8-битного Таймера 0 как в режиме счетчика, так и в режиме таймера.

• Познакомитесь с возможностями модуля 16-битного Таймера 1 и разберетесь, каким образом он взаимодействует с модулями захвата/сравнения/ШИМ (Capture/Compare/PWM — ССР).

• Сможете использовать модуль 8-битного Таймера 2 совместно с модулями ССР для формирования сигнала с широтно-импульсной модуляцией.

Многие системы на базе микроконтроллеров работают в сложной электромагнитной обстановке, когда помехи наводятся как по сигнальным линиям, так и по линиям питания. Типичным примером такого устройства является система управления приборной панелью автомобиля, на которую воздействуют помехи, создаваемые высоковольтными разрядами в блоке зажигания, и пульсации напряжения питания, вызываемые работой генератора. Даже если поместить блок в экран, а на всех линиях поставить фильтры, никто не сможет гарантировать, что в какой-нибудь момент времени программа не собьется с корректного положения в памяти программ и микроконтроллер не «сойдет с ума»[167], что вполне может привести к серьезным последствиям в работе системы управления. Иногда эти проблемы можно решить ручным сбросом системы[168]. Однако во многих случаях это невозможно, например в случае имплантированного кардиостимулятора или космического зонда.

Один из способов решения данной проблемы заключается в использовании связки генератор/двоичный счетчик, которая будет сбрасывать процессор при переполнении счетчика[169]. Если программа будет периодически обнулять этот счетчик во избежание переполнения, то микроконтроллер никогда не сбросится. Если по какой-либо причине микроконтроллер выйдет из основного цикла, в котором выполнялся сброс счетчика, то счетчик рано или поздно переполнится и микроконтроллер будет сброшен, а программа начнет выполняться с самого начала. Эта схема называется сторожевым таймером (watchdog timer), поскольку увеличивает безопасность системы.