Aplikace / Blikání LED pomocí časovače

1. Popis aplikace

Tato jednoduchá aplikace demonstruje využití časovače z mikrokontroléru k odměřování frekvence blikání LED. Výhodou použití časovače je, že CPU mikrokontroléru nemusí kvůli odměřování času aktivně čekat ve smyčce; měření času přenechá časovači a věnuje se jiným užitečným činnostem.

2. Připojení LED diody D5 k MCU

Jelikož anoda D5 je (přes rezistor R53) spojena s potenciálem 3.3 V, je ze schématu zřejmé, že D5 bude zhasnuta bude-li na vývodu P1.0 mikrokontroléru (spojeném s katodou D5) stejný potenciál (to je případ log. 1 na vývodu P1.0). Naopak, D5 bude svítit bude-li potenciál na P1.0 dostatečně menší než 3.3 V (případ log.0 na vývodu P1.0).

3. Princip řízení D5 z MCU

Aby bylo možné D5 ovládat vývodem P1.0 (tj. 0. bit portu P1), je třeba nejprve nastavit tento vývod na výstupní, což je možno provést např. příkazem

P1DIR |= 0x01;   // nastav P1.0 na vystup (budeme ovladat zelenou LED D5)

Zhasnutí D5 (tj. nastavení 0. bitu portu P1 na log.1) je pak možno provést např. příkazem

P1OUT |= 0x01;   // P1.0 na log.1 (D5 off)

a obdobně rozsvícení D5 (tj. nastavení 0. bitu portu P1 na log.0) příkazem

P1OUT &= 0xFE;   // P1.0 na log.0 (D5 on)

Jinou možností je použít místo uvedených příkazů funkce set_led_d5(1), set_led_d5(0) nebo flip_led_d5().

V naší aplikaci však budeme chtít, aby naše LED blikala s periodou 1 s, a to nezávisle na hlavní programové smyčce prováděné mikrokontrolérem. K řízení LED proto využijeme časovač, který je schopen v periodických intervalech vyvolávat přerušení. V obsluze tohoto přerušení budeme měnit stav LED ze zhasnuté na rozsvícenou a naopak.

Konfigurace časovače A0

Jelikož chceme vyvolávat přerušení s periodou 1 s, bude nejvýhodnější zvolit za zdroj hodin časovače hodinový signál ACLK, který má kmitočet 32768 Hz:

TACTL = TASSEL_1 + MC_2;  // ACLK (f_tiku = 32768 Hz = 0x8000 Hz), nepretrzity rezim

Aby bylo možné využít přerušení od časovače, je nutno nejprve povolit přerušení pro časovač:

CCTL0 = CCIE;   // povol preruseni pro casovac (rezim vystupni komparace)

a nastavit, po kolika ticích (hodin ACLK s kmitočtem 32768 Hz) má být vyvoláno přerušení. Jelikož chceme, aby D5 blikala s periodou 1 s, budeme potřebovat, aby byla 0,5 s (tj. po 16384 tiků hodin ACLK) zhasnutá a 0,5 s rozsvícená:

CCR0 = 0x4000;  // nastav po kolika ticich (16384 = 0x4000, tj. za 1/2 s) ma dojit k preruseni

Dále si ukážeme, jak je možné napsat obsluhu přerušení pro časovač a co bude v jejím těle.

Obsluha přerušení časovače A0

Napsat obsluhu přerušení pro časovač A0 znamená napsat tělo funkce interrupt (TIMERA0_VECTOR) Timer_A (void)

V případě naší aplikace by obsluha přerušení (vyvolávaná každou 1/2 s za účelem změny stavu D5) časovače A0 mohla vypadat např. takto:

interrupt (TIMERA0_VECTOR) Timer_A (void)
{
  P1OUT ^= 0x01;    // invertuj bit P1.0 (kazdou 1/2 s)
  CCR0 += 0x4000;   // nastav po kolika ticich (16384 = 0x4000, tj. za 1/2 s) ma dojit k dalsimu preruseni
}

Kompletní zdrojové kódy je možné nalézt v souboru mcu/main.c.

4. Zprovoznění aplikace

1. přeložte aplikaci

2. naprogramujte MCU a FPGA a spusťte terminálový program.

Aplikace nevyžaduje ke své činnosti nastavit kromě propojek umožňujících programování další propojky.