Машинка на ДУ управлении своими руками. Цифровая последовательность. Передатчик (AVR)

На этом уроке мы с Вами разберём программную реализацию интерфейса передатчика с цифровой, байт ориентированной последовательности на микроконтроллере AVR.

Что значит, бит или байт ориентированная?? В случае бит ориентированной последовательности мы передаём последовательность бит, которые не объединяются в байты или слова (несколько байт), а передают независимую, обособленную информацию. Если нам необходимо передать набор чисел, например, то на помощь приходит байт ориентированная последовательность, биты которой объединяются в байты, слова и т.п.

Определимся с протоколом. Как положено вначале передаём стартовые байты (вместо стартовой паузы). Затем данные: мощность двигателя - один байт, направление движения - один бит, направления поворота - два бита. Данные защитим битом чётности (паритета) - один бит. Добавим контрольную сумму - один байт. В окончании кадра передадим стоповые байты.

Рассмотрение программы начнём с заголовочного файла передатчика transmitter.h.

Настроим передатчик. Укажем стартовую и стоповую последовательности...

#define START_SEQUENCE "ABC" //Стартовые байты
#define STOP_SEQUENCE "&&"   //Стоповые байты

Зададим скорость передачи данных...

#define PULSE_DURATION() _delay_ms(1); //Частота передачи 1000 бод

Объявим перечисляемый тип данных...

enum logic_state {HIGH, LOW}; //Логическое состояние

Объявим необходимые переменные...

unsigned char powerEngine,   //Мощность двигателя
         commandBuffer,      //Буффер комманд
         charBuffer,         //Буффер передатчика строки   
         checkSum;           //Байт контрольной суммы

enum {EVEN, ODD} parityBit = ODD; //Флаг паритета

Для передачи данных понадобятся три функции: передача бита, байта и строки, объявим их...

void transmitBit(enum logic_state txBuffer); //Передача бита...
void transmitByte(unsigned char txBuffer); //Передача байта...
void transmitString(unsigned char txBuffer[]); //Передача строки...

Настройки портов ввода-вывода и АЦП из файла initHard.c остаются прежними.

Теперь рассмотрим основную программу.

Мы не используем, процедуру инициализации убираем. Порты и АЦП проинициализируем...

initPORTs();    //Инициализация портов
initADC();      //Настройка АЦП

Программа работает следующим образом: опрашиваем клавиши поворота и заднего хода...

//Опрос клавиши направление движения. Загрузить полученные данные в commandBuffer
if (!(PIND & (1 << PD0))) commandBuffer |= (1 << 0); else commandBuffer &= ~(1 << 0);

//Опрос клавиш направления поворота. Загрузить полученные данные в commandBuffer
if (!(PIND & (1 << PD1))) commandBuffer |= (1 << 1); else commandBuffer &= ~(1 << 1); //Влево
if (!(PIND & (1 << PD2))) commandBuffer |= (1 << 2); else commandBuffer &= ~(1 << 2); //Вправо

Формируем байты данных, для того, чтобы сохраняем мгновенное значение мощности в буфер...

//Загружаем мгновенное значение мощности
     powerEngine = ADCH; //...или остановить АЦП

Вычисляем бит паритета...

//Проверяем на чётность передаваемые данные
if ((powerEngine & (1 << 0)) || (commandBuffer & (1 << 0))) parityBit = ODD; else parityBit = EVEN;

Вычисляем контрольную сумму...

//Вычисляем контрольную сумму
checkSum = 0x41 + 0x42 + 0x43 + powerEngine + commandBuffer + 0x26 + 0x26;

Передаём стартовые байты...

//Передача стартовых байт
     transmitString(START_SEQUENCE);

Передаём данные...

//Передача байта мощности
     transmitByte(powerEngine);

//Передача байта commandBuffer
     transmitByte(commandBuffer);

Передаём бит чётности...

//Передача бита чётности
     if (parityBit == EVEN) transmitBit(HIGH); else transmitBit(LOW);

Передаём байт контрольной суммы...

//Передача байта контрольной суммы
     transmitByte(checkSum);

Передаём стоповые байты...

//Передача стоповых байт
     transmitString(STOP_SEQUENCE);

АЦП опрашивает ручку газа (производит измерения) в автоматическом режиме.

Разберёмся с работой функций передачи данных. Функция transmitBit. Если при вызове аргумент функции равен HIGH, то конструкция...

if (txBuffer == HIGH) PORTB |= (1 << PB0); //Формируем фронт

...формирует фронт логической единицы. Далее следует пауза PULSE_DURATION()...

_delay_ms(1); //Частота передачи 1000 бод

...которая обеспечивает скорость передачи в 1000 бод. Следом формируется безусловный срез...

PORTB &= ~(1 << PB0);  //Формируем срез

В случае, если аргумент функции равен LOW, функция формирует паузу в 1ms.

Функция transmitByte, в качестве аргумента получает один байт, 8 бит которого передаются в цикле...

for (unsigned char i = 0; i < 8; i++) {...

Проверяем «нулевой» бит, в зависимости от его значения формируем фронт или срез...

//Формируем фронт/срез        
     if (txBuffer & (1 << 0)) PORTB |= (1 << PB0); else PORTB &= ~(1 << PB0);

...формируем паузу...

PULSE_DURATION(); //Длительность логического состояния

Сдвигаем переменную txBuffer вправо на один разряд. Эта процедура повторяется 8 раз, для передачи 8 бит.

Функция transmitString, в качестве аргумента получает строку символов. Перед началом передачи вычисляется количество символов в строке strlen(txBuffer), затем в цикле...

for (unsigned char i = 0; i < strlen(txBuffer); i++) {...

...загружаем первый передаваемый символ в буфер передатчика...

charBuffer = txBuffer[i];

...происходит передача 8 байт текущего байта...

for (unsigned char i = 0; i < 8; i++) { //Формируем фронт/срез

     if (charBuffer & (1 << 0)) PORTB |= (1 << PB0); else PORTB &= ~(1 << PB0);
     
     PULSE_DURATION(); //Длительность логического состояния
     charBuffer >>=  1; //Сдвиг вправо на одну позицию
}

Эта процедура повторяется для каждого передаваемого символа.

На сегодня всё! До новых встреч!!

ПРОЕКТ С ИСХОДНЫМ КОДОМ И СИМУЛЯЦИЯ В PROTEUS во вложении.

Теги:

• ДУ
• AVR
• Микроконтроллер