Принцип действия, схема включения и исходник библиотеки для работы с инкрементным энкодером уже рассматривался мной в одной из статей. Сегодня мы поговорим о практическом применении энкодера. В качестве примера я выбрал программу генератора прямоугольного сигнала с диапазоном рабочих частот 1 – 100 Гц. Первоначальный замысел предполагал диапазон 1 - 1000 Гц, но на практике выяснилось, что перебирать тысячу значений утомительно даже с энкодером.

 

Подготовка

Создаем в пустом workspace`е новый проект Тип шаблона C > main

Копируем в папку проекта файлы исходника библиотеки для работы с энкодером
encoder.h и encoder.c

Подключаем к нашему проекту файл encoder.c
Правая кнопка мышки в окне workspace и в открывшемся меню Add > Add Files…

Копируем файл bits_macros.h в папку проекта.

Подключаем заголовочные файлы
В начале файла main.c забиваем следующие строки
#include <ioavr.h>
#include <intrinsics.h>
#include "encoder.h"
#include "bits_macros.h"

Задаем настройки проекта
Project > Options

   Тип микроконтроллера
   General Options > Target > Processor Configuration > ATMega8535
   
   Разрешение использования имен битов определенных в заголовочных файлах
   General Options > System > Enable bit defenitions...

  Оптимизация кода по размеру
  C/C++ Compiler > Optimisations >Size High
 
  Тип выходного файла
  Linker > Output File  галочка Override default  и поменять расширение на hex
  Linker > Format > Other  выбрать Intel Standart

Жмем Ок. Сохраняем проект и workspace.
Теперь у нас есть пустой проект с подключенной либой и заданными настройками.

Задача

Схема для нашего примера

   К выводу, на котором будет генерироваться меандр, подключен светодиод, чтобы хоть как-то видеть результат работы программы. Вряд ли у многих под рукой осциллограф.

Алгоритм программы

Структура программы

Для наглядности я изобразил структуру программы в виде диаграммы.

Это типовая структура построения простых программ. Прерывания естественно происходят в произвольном месте цикла.

• Инициализация.
• Бесконечный цикл (так называемый superloop), в котором происходит ожидание события, обычно в виде опроса флагов или какого-нибудь буфера.
• Параллельная работа периферийных устройств, вызывающих прерывания. В них выполняется какой-то код (желательно короткий) и выставляются флаги.

Расчет констант для таймера Т1

   Сколько тиков таймера уложится в 2 Герца? (1/2 Гц)/16 мкс = 31250
   Это и есть искомая константа.

Полученные значения мы помещаем в массив

__flash unsigned int timerValue[] =
{

};

сохраняем его в отдельном файле – timer_value.h и подлючаем его к файлу main.c

  #include "timer_value.h"

Да, еще нужно добавить парочку констант в этот файл

#define MAX_TIM_VALUE 99
#define MIN_TIM_VALUE 0


Убедимся, что правильно рассчитали константы для таймера. Запустим его. Код программы будет такой.

//программирование AVR  на Си
//пример использования энкодера
//ChipEnable.ru     17.10.09
#include <ioavr.h>
#include <intrinsics.h>
#include "encoder.h"
#include "bits_macros.h"
#include "timer_value.h"

//индекс для доступа к элементам массива
volatile unsigned char pTimerValue = 0;

int main(void)
{
//инициализация таймера Т1
TCNT1 = 0;
TCCR1A = (0<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(0<<WGM11)|(0<<WGM10);
TCCR1B = (0<<WGM13)|(1<<WGM12)|(1<<CS12)|(0<<CS11)|(0<<CS10);
OCR1A = timerValue[pTimerValue];

//настройка вывода PD5 на выход
SetBit(PORTD, PD5);
SetBit(DDRD, PD5);

//ничего не делаем в бесконечном цикле
while(1);
return 0;
}

Думаю, пояснения требует только кусок инициализации таймера.

Обнуление счетного регистра
TCNT1 = 0;

Инициализация конфигурационных регистров таймера Т1.
TCCR1A = (0<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(0<<WGM11)|(0<<WGM10);
TCCR1B = (0<<WGM13)|(1<<WGM12)|(1<<CS12)|(0<<CS11)|(0<<CS10);

Где биты WGM13, WGM12, WGM11, WGM10 задают режим работы таймера – СТС,
CS12, CS11, CS10 – определяют коэффициент предделителя таймера –256,

Инициализация регистра совпадения начальным значением.
OCR1A = timerValue[pTimerValue];

Компилируем программу и грузим в микроконтроллер. Светодиод должен моргать с частотой 1 Гц.
В программе нет никаких прерываний. Нет никаких манипуляций с выводом PD5. Однако светодиод моргает!

Программа

#define PORT_Enc   PORTA     
#define PIN_Enc      PINA
#define DDR_Enc     DDRA
#define Pin1_Enc     2
#define Pin2_Enc     1

#define RIGHT_SPIN 0x01
#define LEFT_SPIN 0xff

 Хедер содержит прототипы трех функций. Вспомним их назначение.




Дополняем нашу программу. Можете попробовать сделать это самостоятельно.

//программирование AVR  на Си
//пример использования энкодера
//ChipEnable.ru     17.10.09

#include <ioavr.h>
#include <intrinsics.h>
#include "encoder.h"
#include "bits_macros.h"
#include "timer_value.h"

#define TCNT0_const 253
#define TCCR0_const 5

volatile unsigned char pTimerValue = 0;

int main(void)
{
ENC_InitEncoder();

//инициализация таймера т0
TCNT0 = TCNT0_const;
TCCR0 = TCCR0_const;

//инициализация таймера т1
TCNT1 = 0;
TCCR1A = (0<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(0<<WGM11)|(0<<WGM10);
TCCR1B = (0<<WGM13)|(1<<WGM12)|(1<<CS12)|(0<<CS11)|(0<<CS10);
OCR1A = timerValue[pTimerValue];

//разрешение прерываний от таймеров
//т0 - по переполнению, т1 - по совпадению
TIMSK = (1<<TOIE0)|(1<<OCIE1A);

//настраиваем PD5 на выход
SetBit(PORTD, PD5);
SetBit(DDRD, PD5);

__enable_interrupt();
while(1){
  //считываем содержимое буфера энкодера
  //после считывания он очищается
  unsigned char stateEnc = ENC_GetStateEncoder();

  //если не пустой
  if (stateEnc != 0){
       //определяем направление вращения и изменяем переменную timerValue
       if (stateEnc == RIGHT_SPIN){
         if (pTimerValue == MAX_TIM_VALUE) pTimerValue = MIN_TIM_VALUE;
         else pTimerValue++;  
       }
      if (stateEnc == LEFT_SPIN) {
          if (pTimerValue == MIN_TIM_VALUE) pTimerValue = MAX_TIM_VALUE;
          else pTimerValue--;  
       }
  }
}  
return 0;
}


//опрос энкодера
#pragma vector=TIMER0_OVF_vect
__interrupt void timer0_ovf_my(void)
{
  TCNT0 = TCNT0_const;
  ENC_PollEncoder();
}


#pragma vector=TIMER1_COMPA_vect
__interrupt void timer1_compa_my(void)
{
  //обновляем значение регистра стравнения
  OCR1A = timerValue[pTimerValue];
}

Вроде все должно быть понятно.
Кусок кода, в котором изменяется значение pTimerValue, можно было бы написать еще так:

if (stateEnc != 0) {
    pTimerValue = pTimerValue + stateEnc;  
    if (pTimerValue == (MAX_TIM_VALUE + 1)) pTimerValue = MIN_TIM_VALUE;
    else if (pTimerValue == (MIN_TIM_VALUE - 1)) pTimerValue = MAX_TIM_VALUE;
}

При вращении энкодера вправо pTimerValue складывается с 1, то есть инкрементируется.

Файлы

Энкодер. Генератор на AVR – проект для IARa.
Энкодер. Генератор на AVR – проект для WINAVR.