HC11 styret lysdæmper

Transkript

1 HC11 styret lysdæmper Udført og skrevet af: Jacob Christiansen, Thomas Duerlund Jensen, Thomas Nordahl Petersen, Ernst Winther, Udført i: Lokale 209 Odense Teknikum Niels Bohrs Allé Odense M I forbindelse med: PRA, Projekt A I tidsrummet: Fra 10/ til 25/ Vejleder: Jørgen Jeppe Madsen Projektet har til formål at konstruere en HC11 styret lysdæmper. Den skal kunne dæmpe lyset til et forud indstillet niveau og ved indtræden i en bevægelsesfølers detektionsområde øge lysstyrken i et forud fastlagt tidsrum, til et forudbestemt niveau. Endvidere skal den kunne slukke og tænde lyset, når sollyset er hhv. over og under et vist niveau. Projektet løses ved brug af en lysfølsom modstand som reference for sollyset og en knap som gør det ud for en bevægelsesføler. Selve lysdæmpningen udføres ved hjælp af pulsbreddemodulation i HC11. Signalet sendes til en transistor, som giver gennemgang i en brokobling og derved tændes lyset. Selve hardwaredelen har vist sig problematisk at komme igennem. Dog er denne del løst i overensstemmelse med oplægget. Software delen viste sig overkommelig, dog opstod der visse problemer, ved programmering af timerstyringen af pulsbreddemodulationen. Projektet er løst på en måde, så al hardware og software virker og er funktionsdygtig. Om projektet er løst på den mest hensigtsmæssige måde, er op til læseren. 1

2 Forord Som et led i vores uddannelse til henholdsvis datateknologer og dataloger, skal vi på 2. semester gennemføre et projekt, Projekt A, PRA. For at få de bedste muligheder for at gennemføre dette projekt, har IOT, Ingeniørhøjskolen Odense Teknikum, stillet et projektlokale og en vejleder til rådighed. Vores vejleder, Jørgen Jeppe Madsen, har hele projektet igennem løbende været vores sparringspartner i de forskellige faser vi har været igennem, hvilket vi gerne vil takke for. For at løse projektets problemer er vi nødt til at forstå og bruge de redskaber, som vi har tilegnet os ved at følge undervisningen i Elektronik A, ELA, og Digitalteknik, DIG, på IOT. Disse egenskaber inkluderer fremstilling af kredsløb på print og programmering af HC11 vha. assemblerkode, blandt meget andet. 2

3 Indholdsfortegnelse FORORD... 2 PROBLEMSTILLING... 5 LØSNINGSMETODE... 6 LYSDÆMPNINGENS FUNKTIONSMÅDE:... 7 PULSBREDDEMODULATION:... 7 STIGNING OG FALD I LYSSTYRKE:... 8 PRINT... 9 LCD-DISPLAY Print Styring af LCD-display LYSFØLSOM MODSTAND Print Styring af lysfølsom modstand i assembler POTMETER Print Styring af potmeter i assembler BROKOBLING Print Styring af brokobling i assembler BEVÆGELSESFØLER Print Styring af bevægelsesføler/knap i assembler ASSEMBLER METODER OG TEKNIKKER TIMER TEKNIKKER INTERRUPT TEKNIKKER METODE TIL LYSDÆMPNING: METODE TIL AT FADE OP OG NED FOR LYSNIVEAUET SERIEL KOMMUNIKATION STYRE PROGRAM PC-PROGRAM KONKLUSION LITTERATURLISTE: BØGER DATABLADE HJEMMESIDER:

4 ORDFORKLARING APPENDIKS A HC Porte Lager Registre Timer APPENDIKS B PROJEKT FORLØB: FEBRUAR MARTS APRIL MAJ BILAG PRINTDIAGRAM HC-11 FLOWCHARTS HC-11 FLOWCHARTS Main Loop Aflæs potmeter Dagslystest Bit check Fade loop Seriel Kommunikation Motiondetector...44 Send status (komplet) Send Status (automatisk) Baselevel ActiveLevel Fade ned Fade op Timer 1 Interrupt Timer 2 Interrupt Timer 3 Interrupt HC-11 KILDETEKST PC-PROGRAM KILDETEKST VARIABEL LISTE DATABLADE

5 Problemstilling Der skal konstrueres en HC11 styret lysdæmper. Lysdæmperen skal have følgende egenskaber: Tænde lyset når sollyset er under et vist niveau og slukke når det er over. Skrue op for lysniveauet, når en person træder ind i bevægelsesfølerens område over et givent tidsrum og omvendt. Aktuelle oplysninger skal kunne aflæses på et indbygget LCD-display. Tids- og niveau-konstanter skal kunne ændres fra en PC via en RS232-forbindelse. Projektet løses så lysdæmperen virker, som det ses på fig. 1. Fig. 2 er udgangspunktet for selve projektet. Fig. 1 Fig. 2 5

6 Løsningsmetode Oprindeligt var der lagt op til at løse projektet ud fra fig. 2. Dog stødte vi ret hurtigt på problemer med nulgennemgangsdetektoren og triac en, i det vi ikke kunne få nogle af delene til at trigge som planlagt. Derfor tog vi udgangspunkt i en alternativ løsningsmetode, givet af vores vejleder. Dog er store dele af projektet konsistent med det oprindelige oplæg. En lysfølsom modstand sættes op og kobles til bit 1 på port E på HC11. Derefter sættes et potmeter op som reference og kobles til bit 0 på port E. De to værdier som kommer ind på port E sammenlignes nu i programmet og er spændingen fra den lysfølsomme modstand større end den fra potmeteret, vil der blive sendt signal til en transistor, som er koblet til bit 0 på port B. Når transistoren får et logisk 1, (5 V), fra HC11, vil den åbne og der er nu gennemgang i en brokobling, hvortil der er koblet en 24 V strømforsyning i serie med en pære. Er transistoren åben vil pæren tænde. Men da pæren skal lyse med forskellig styrke, er vi nødt til at lave pulsbreddemodulering styret fra HC11. Dette gøres ved at tænde og slukke pæren hurtigt efter hinanden. Alt efter bredden på disse pulser, vil pæren lyse med forskellig styrke. En bevægelsesføler (knap) sættes nu op og tilsluttes bit 2 på port E. Aktiveres knappen vil der blive sendt et logisk 1 til HC11 og lysniveauet vil nu hæve sig fra niv1 til niv2. Dette gøres ved at definere en tæller, som holder styr på niveauet på lyset ud fra tiderne Rise Time (tid1), Hold Time (tid2), og Fall Time (tid3, som vi bruger i stedet for tid1). Efter en tid, tid 2, vil lyset igen dæmpe sig til niv1. LCD-displayet kobles til port C og bit 5, 6 og 7 på port B. Til LCD-displayet skrives nu de data, som ønskes oplyst til brugeren. Selve assembler programmet er opbygget med et main-loop hvor fra de enkelte subrutiner og interrupts kaldes fra, til de forskellige dele af processen. 6

7 Pulsbreddemodulation: Lysdæmpningens funktionsmåde: Hvert sekund er delt op i 400*2500 = dele, hver på 1µs. 1 Hver sekund indeholder en positiv og en negativ puls, hver med en bredde fra 1 til 2500 * 1µs. 400 Bredden bestemmes af variablen CurrentLevel. Vi bruger to timere til at styre pulsbreddemodulationen. 1 Timer 1 trigger altid hvert sekund, og tænder pæren. Dermed sørger den for den opadgående 400 CurrentLevel flanke. Timer 2 sættes til en værdi på pæren, og sørger dermed for den nedadgående flanke. CurrentLevel =1: 1 Pulsbredde= [s] [s] for bredden på den positive puls. Den slukker CurrentLevel=1700: 1700 Pulsbredde= [s] [s] Fig. 3 1 [s] Fig. 4 7

8 Stigning og fald i lysstyrke: Når bevægelsesføleren trigges skal lysstyrken gradvist skrues op på højt niveau. Der skal den holdes i et vist tidsrum, for derefter gradvist at blive dæmpet til normalt niveau igen. Tiderne styres ved hjælp af de tre variable RiseTime, HoldTime og FallTime. Niveauet styres ved hjælp af BaseLevel, ActiveLevel, CurrentLevel og LevelStep. BaseLevel indeholder værdien for det normale niveau og ActiveLevel er højt niveau. CurrentLevel er det nuværende niveau, og LevelStep bestemmer hastigheden for stigning og fald. Dagslys (Lys slukket) Normalt niveau (BaseLevel) Lys tændt (ActiveLevel) Stigetid [s] (RiseTime) Holdetid [s] (HoldTime) Fig. 5 Faldtid [s] (FallTime) Da tiderne samt forskellen mellem CurrentLevel og ActiveLevel, samt mellem BaseLevel og ActiveLevel er kendte kan vi regne os frem til hvor meget hver positiv puls skal hhv. forøges og formindskes: ( ActiveLevel BaseLevel) ( BaseLevel ActiveLevel) LevelStep = eller LevelStep = afhængig af om RiseTime*400 FallTime*400 der er tale om stigning eller fald i niveauet. Idet der i er 400 pulser pr. sekund ganges tiden med 400. For hver puls forøges eller formindskes CurrentLevel med LevelStep: CurrentLev el = CurrentLevel + LevelStep, idet LevelStep er negativ ved fald i lysstyrken. 8

9 Print Selve printet er et forsøgsprint med en standard DIN41612 konnektor påmonteret, nærmere betegnet en Apfel RF64acR, så sammenkobling med HC11-kit er mulig. Påmonteret dette print er alle de komponenter, som vi bruger til at løse projektet. Alle disse komponenter er delt ind i delkredsløb. Alle delkredsløb har et afsnit tilknyttet, hvor selve printdelen er beskrevet, samt en assemblerdel. Der er følgende afsnit: LCD-display Lysfølsom modstand Potentiometer Brokobling Bevægelsesføler Hver del beskriver hvordan komponenterne er sat sammen og hvordan de er koblet til HC11 og de andre delsystemer. Hele printet kan ses på printdiagram i bilag sektionen. 9

10 LCD-display Print LCD-displayet er den delkomponent, som sikrer at vi kan vise informationer om den proces der foregår inde i HC11. Selve displayet er skruet fast til printet og de 14 pins på displayet er forbundet til HC11 på følgende måde: 1. GND til stel. 2. V 5 til V cc 3. V dd til et 10 kω multiturn-trimmepotmeter som spændingsdeler. 4. RS til PB5 5. R/W til PB6 6. E til PB7 7. DB0 til PC0 8. DB1 til PC1 9. DB2 til PC2 10. DB3 til PC3 11. DB4 til PC4 12. DB5 til PC5 13. DB6 til PC6 14. DB7 til PC7 De første 3 ben er strømdelen af displayet. V dd bruges til at kontrollere spændingen til kontrasten i LCD-displayet. Pin 4 til 6 er kontrol ben til displayet. De sidste 8 pins er databussen, hvor data til selve displayet sendes. Opsætningen af LCD-displayet ses på fig. X Fig. 6 10

11 Styring af LCD-display Til at kontrollere LCD-displayet har vi fra Ib Refers hjemmeside hentet en driver, der er implementeret i vores hoved-assemblerprogram. I denne driver er der udover initialiseringen af variabler og masker, to subrutiner, LCDinit og mem2lcd, der køres, når der skal skrives til LCD-displayet. Den første LCDinit er, som navnet antyder, til at initialisere displayet, altså sætte registre op, for at gøre displayet klar til at blive skrevet til. Mem2LCD er så til at overføre den ønskede tekst til LCD-displayet. LCDinit skal kun køres en gang, hvorefter man kan skrive tekststrenge til displayet med mem2lcd-subrutinen så mange gange man vil i programmet. Den tekst som man ønsker at udskrive skal skrives i en 32 byte konstant kaldet screen. Men da rutinen ikke hele tiden udskriver hvad der står i screen, er det nødvendigt at kalde mem2lcd hver gang man vil lave en ændring på displayet. LCD-displayet er et to liniers display, hvor der kan være 16 tegn per linie, så i screen må man tage højde for dette når man ønsker at skrive i displayet. Tegn 0-15 er linie 1, og tegn er linie 2. De bits på udgangene, der er brugt i LCD-driveren er de samme, som vi har valgt at bruge på vores print, så det har ikke været nødvendigt at modificere driveren i den retning. Dog har vi modificeret rutinen mem2lcd lidt. Vi har fjernet linien ldy #screen i mem2lcd, som bestemmer at teksten skal hentes fra screen, så vi selv har kunnet bestemme hvor teksten skal hentes fra. Så hver gang vi ønsker at kalde rutinen mem2lcd, skal y-registret sættes til at pege på den adresse hvorfra teksten ligger. Assembler-eksempel på at skrive en tekst til LCD-displayet: tekst fcc "Tekst som skal skrives til LCD ".. ldy jsr.. #tekst mem2lcd 11

12 Lysfølsom modstand Print Den lysfølsomme modstand er den komponent der bruges som reference til, hvornår lyset skal tændes på laveste niveau, niv1. Ideen bag en lysfølsom modstand er, at den enten øger eller mindsker sin modstand, alt efter hvor stor lysstyrke den udsættes for. I vores tilfælde bruger vi en modstand, som øger sin modstand jo mørkere det bliver. Dette illustreres på fig. X. Fig. 7 Dog er denne illustration ikke konsistent med virkeligheden, da praktiske forsøg viser at man ved fuldt sollys kan få modstanden helt ned på omkring 50 Ω. Den lysfølsomme modstanden sættes op i en spændingsdeler med en modstand på 6,2 kω. Selve kredsløbet ses på fig. X. Fig. 8 12

13 Størrelsen af modstanden er afgjort ud fra hvor meget spænding HC11 skal have. Ved fuld mørke skal der sendes et signal på 0 V til HC11 og ved fuld lys skal den sendes et signal på 5 V til HC11. Metoden som vi brugte til at finde frem til modstandens størrelse, var den gode gamle prøve-sig-frem -metode, hvor vi lavede en testopstilling, med en dekade modstand. Den modstandsværdi, hvor alt passede bedst sammen, valgte vi at bruge. Grunden til denne fremgangsmåde, er at vi ikke havde nogen konkrete data på den lysfølsomme modstand, da det ikke har vist sig mulig at fremskaffe et datablad. Til beregning af den spænding som HC11 vil modtage, ved forskellige værdier af den lysfølsomme modstand, bruges ligning X til at beregne spændingen over R 3, da dette er nemmest, da dette er i forhold til stel. V R3 = Vcc RLDR + R3 Lig. 1 Ved at indsætte de værdier som den lysfølsomme modstand kan antage, vil HC11 modtage et signal mellem 0 V og 5 V. Forskellige værdier er beregnet i tabel 1. R LDR R 3 V cc V 50 Ω 6,2 kω 5 V 4,98 V 500 Ω 6,2 kω 5 V 4,97 V 1 kω 6,2 kω 5 V 2,46 V 6 kω 6,2 kω 5 V 0,69 V 1 mω 6,2 kω 5 V 0,37 V 2 mω 6,2 kω 5 V 0,04 V Tabel 1 Selve størrelsen af R 3 kunne sagtens have været anderledes, men vi skulle undgå at afsætte for meget effekt i HC11. Når modstandens værdi er fundet sættes det hele op og delsystemet tilsluttes HC11 til bit 1 på port E og værdierne for sollyset kan nu aflæses i HC11. 13

14 Styring af lysfølsom modstand i assembler Assemblerdelen til at måle en lysfølsom modstand er ikke særligt kompliceret. For at kunne tjekke signalet fra den lysfølsomme modstand, er det først nødvendigt at sætte bit 7 i OPTION-registret for at starte A/D systemet. Bit 4 og bit 5 i ADCTL-registret sættes for at konverterer det analoge signal til digital form. Efter at registrene er sat, kan man aflæse porten ved at læse port e bit 1 ind en af akkumulatorerne, eller ind i x eller y registret. Port e bit1 har adressen $1032 og betegnes ADR2. Assembler-eksempel på at læse fra en lysfølsom modstand: regbase equ $1000 adctl equ $30 option equ $39 adr2 equ $32 init ldx #regbase bset option,x % ; bit 7 saettes i option ldaa #%30 ; bit 4 & 5 staa adctl,x ; saettes i adctl.. ldaa adr2,x.. ; load adr2 i akk. a 14

15 Potmeter Print Potmeteret er vores reference til hvornår vi skal have vores pære tændt på niv1. Potmeteret er en variabel modstand, som kan antage værdier fra 0 Ω til 10 kω, lineært. De to ende terminaler er sat henholdsvis til stel og V cc. Den tredje terminal er sat til bit 0 på port E. Potmeteret kan derved sende signal fra 0 V til 5 V til HC11. Selve opsætningen kan ses på fig. 9. Fig. 9 Selve potmeteret virker som en spændingsdeler, i det de to ender på hver side af den variable terminal, kommer til at virke som to modstande. Dette gør at størrelsen på selve potmeteret ikke har nogen egentlig betydning, dog skal det have en vis størrelse, så man ikke trækker for mange ampere igennem HC11. Hvis potmeteret bliver for lille, vil det trække så mange ampere, at der er mulighed for at selve HC11 kan brænde af, pga. for stor effektafsættelse. Størrelsen på potmeteret er taget ud fra at der sidder to 10 kω skydemodstande på standardboardet til HC11. Til beregning af værdien for spændingen som kommer ind i HC11, bruges ligning 1. Dog kaldes modstandene noget andet, her henholdsvis R HØJRE og R VENSTRE. Tabel 2 viser nogle forskellige værdier af spændingen til HC11 for forskellige værdier af modstandene. Vi beregner over den modstand der er sluttet til stel for nemheds skyld. R HØJRE R VENSTRE V cc V 0 Ω 10 kω 5 V 5 V 500 Ω 9,5 kω 5 V 4,75 V 1 kω 9 kω 5 V 4,50 V 2 kω 8 kω 5 V 4,00 V 5 kω 5 kω 5 V 2,50 V 10 kω 0 kω 5 V 0,00 V Tabel 2 Signalet fra potmeteret kommer ind i HC11 og sammenlignes med den værdi der kommer fra vores lysfølsomme modstand. Denne værdi kan være mellem 0 og 255, idet den spænding som kommer på porten, som er mellem 0 V og 5 V, sendes igennem HC11 s A/D-konverter, som igen sender en værdi mellem 0 og 255 videre til selve HC11, svarende til den tilhørende spænding. 15

16 Styring af potmeter i assembler Da potmeteret er sluttet til port e bit 0, er rutinen til at læse fra potmeteret næsten den samme som rutinen for den lysfølsomme modstand. Ligesom i rutinen for den lysfølsomme modstand sættes Bit 7 i OPTION-registret, bit 4 og bit 5 sættes i ADCTL-registret. Derefter kan potmeterets værdi læses på adresse $1031. Adresse $1031 benævnes også som ADR1. Assembler eksempel for læsning af potmeter: regbase equ $1000 adctl equ $30 option equ $39 ADR1 equ $31 init ldx #regbase bset option,x % ; bit 7 saettes i option ldaa #$30 ; bit 4 & 5 staa adctl,x ; saettes i adctl.. ldaa adr1,x.. ; load adr1 i akk. a 16

17 Brokobling Print Selve brokoblingen, BK, er en diodebro, indeholdende 4 dioder, som gør det muligt at lave pulserende jævnstrøm. Men selve brokoblingsdelen på vores print indeholder også en transistor, T. Selve vores kredsløb er bygget op som set på fig. 10. Fig. 10 Der kommer et signal fra HC11, som kommer ind i T, via modstanden R b. Dette gør at T åbner og strømmen fra vores 24 V strømforsyning, kan løbe i det lukkede kredsløb, med BK, T og pæren. Dette giver en pulserende jævnstrøm, se fig. 11, med en peak værdi på 24 V. Fig. 11 Modstanden R 1 er sat ind i systemet, for ikke at brænde transistoren af. Den transistor som vi bruger kan max holde til at få 5 V på base benet og da der kommer 5 V fra HC11 vil der være overhængende fare for at transistoren står af. Derfor er der sat en modstand ind til at tage en del af spændingen. Grunden til at brokoblingen i det hele taget er sat ind er, at transistoren kun leder en vej og da ACspænding kommer i begge veje, er vi nød til at ensrette denne strøm og dette gøres vha. brokoblingen. På denne måde kan vi styre om pæren skal være tændt eller slukket. For at kontrollerer hævning og sænkning af lyset, når der kommer signal fra bevægelsesføleren, vil vi bruge pulsbreddemodulering. Selve brokoblingsdelen er koblet til HC11 via bit 0 på port B, samt til stel. 17

18 Styring af brokobling i assembler Da brokobling kun kræver en DC-spænding ind i transistoren for at tænde pæren, så kræver det i assembler ikke andet end at sætte bit 0 I port B høj. De forskellige lysniveauer sættes med timerdelays som er beskrevet senere. Assembler eksempel på at sætte bit 0 på port b højt regbase equ $1000 portb equ $04 bit0 equ % bset portb,x bit0.. 18

19 Bevægelsesføler Print I et ideelt tilfælde ville vi bruge en bevægelsesføler til vores projekt til at detektere, når en person kommer forbi og der dermed skal skrues op for lyset. Men da denne komponent ikke er til rådighed, har vi til formålet påmonteret en sluttekontakt, som skal give sig ud for en bevægelsesføler. Når kontakten sluttes vil et signal på 5 V sendes til HC11 på bit 2 på port E. Kontakten er sat i serie med en modstand for ikke at afsætte al effekten i HC11. Selve opsætningen kan ses på fig. 12. Fig. 12 Denne del af det store print er nok det mest simple, men dog lige så vigtig som alle andre komponenter. Da denne kontakt skal starte hele den proces, som kittet skal udføre. 19

20 Styring af bevægelsesføler/knap i assembler For at tjekke om en kontakt eller knap er trykket ind er meget nemt i HC11 erens assembler, normalt bliver knapper og kontakter tilsluttet til Port C, da denne port har den egenskab at dens signal kan gå begge veje. På port c kan man have 8 knapper tilsluttet. Hver knap har et bit hver, som så kan tjekkes. Men da hele port c bliver brugt til LCD-displayet i vores løsning, har vi sat knappen på port e, bit 2. At læse en knap på port e bit 2 er en smule mere kompliceret end at læse en knap på port c. Da port e er HC11 erens indbyggede A/D-konverter får man en værdi fra I en perfekt verden ville man få 255 når knappen var trykket ned, og 0 når den ikke trykket. Men i vores knap så perfekte verden fås der en værdi mellem når knappen ikke er trykket, til gengæld fås der 255 når knappen trykkes ned. For at forhindre at knappen udløser sig selv har vi valgt at sige at alle værdi under 240 er lig med at knappen ikke er trykket ned. Normalt ville man have delt på midten og sagt at fra ville svare til at knappen ikke var trykket, og ville svare til at knappen var trykket ned. Desuden skal knappen sættes op lige som potmeteret og den lysfølsomme modstand, altså bit 7 sættes i OPTIONregistret, bit 4 og bit 5 sættes i ADCTL. Bit 2 på port e benævnes ADR3 Eksempel på hvordan man tjekker en knap tilsluttet port e bit 2: regbase equ $1000 adctl equ $30 option equ $39 adr3 equ $33 init ldx #regbase bset option,x % ; bit 7 saettes i option ldaa #$30 ; bit 4 & 5 staa adctl,x ; saettes i adctl.. ldaa adr3,x ; load adr3 i akk. a cmpa #240 ; bhs knap_trykket ; er vaerdien over 240?.. knap_trykket ; naar knappen er trykket hoppes. ; der. ; her ned 20

21 Assembler metoder og teknikker Timer teknikker Den timer teknik som vi benytter os af kaldes Output Compare. Output Compare fungerer ved at man har sin hovedtimer, TCNT, der hele tiden tæller op, hvilket den har et 16 bits register til. At det er 16 bits gør at man maksimalt kan sætte et timerdelay til at vare den tid det tager main timeren at køre FFFF 16 værdier igennem. Når vi sætter vores timerdelay gøres det ved hjælp af interrupts. Når man vil sætte et interrupt så indlæser man den værdi TCNT skal have, når man vil stoppe i et TOC register. Eksempelvis TOC2. Når man så vil sætte et bestemt interval, så tager man værdien i TCNT og lægger f.eks. 200 til og gemmer det i TOC2 registeret. Når timeren så har kørt 200 værdier igennem, og TCNT er lig TOC2, så bliver der trigget et interrupt tilhørende TOC2. Dette interrupt bliver trigget ved at der i registeret TFLG1 bliver sat et bit højt, der tilhører det timer register man bruger. For at dette skal fungere skal man initialisere timerinterrupts i registrene TCTL1 og TMSK1. TCTL1 kontrollerer hvordan de forskellige bit i TFLG1 skal reagere når TCNT når den ønskede værdi. TMSK1 kontrollerer om der skal trigges et interrupt på det tilhørende bit i TFLG1. Eksempelvis tilhører bit6 i TFLG1 TOC2 registeret. Hvis bit 6 i tmsk1 er sat, så vil TOC2 interruptet blive trigget når bit 6 er høj i TFLG1. Er bittet tmsk1 ikke sat høj, så vil værdien i TFLG1 stadig blive høj, men det vil ikke trigge et interrupt. Dette muliggør at man kan bruge timeren uden interrupt ved at tjekke på TFLG1 bittene. Dette er dog ikke hensigtsmæssigt i vores tilfælde, da vi ønsker et meget præcist timerdelay, hvilket godt kan forstyrres, hvis vi skal vente på at assemblerprogrammet når til den del, hvor der tjekkes på TFLG1. Interrupt teknikker Et interrupt er en rutine, der kaldes (trigges), når der sker noget bestemt. Dette kan for eksempel være et signal på en port eller en timer trigger. Når et interrupt bliver trigget, så gemmes program-counteren og de forskellige registre på stakken, hvor efter rutinen køres. Når rutinen er slut, så lægges de gemte værdier fra stakken tilbage og programmet fortsætter hvor den slap. For at et interrupt kan trigges, er det nødvendigt at initialiserer interrupt rutinen. Første skal interruptvektortabellen sættes op. Det betyder at HC11 eren skal vide, hvilken rutine der skal køres, når interruptet trigges. Der næst skal man huske at sætte CLI kommandoen i sit program, så interrupts er mulig. Modsat kan kommandoen SEI sættes i programmet, så interrupts ikke er mulig. Heraf følger, at man selv er herre over hvornår interrupts ønskes i programmet. Ved et interrupt, hoppes til interruptvektoren, hvor adresse på selve interruptet er. For eksempel ligger TOC2 på adressen FFE6 og FFE7. Når man så vil sætte dette interrupt, lægges adressen på denne i føromtalte adresse med en FDB kommando, hvori rutinens navn lægges. Denne lægges så fra FFE6. F. eks: ORG FDB $FFE6 TOC2_ISR Ved et interrupt, vil bittet der tilhører TOC2 i TLFG registeret, bliver sat høj og interruptet vil blive trigget. Herefter vil programmet gemme registre på stakken og hoppe til den pågældende interrupt 21

22 rutine. I dette tilfælde til TOC2_ISR. ISR står for Interrupt Service Rutine og det er skik at kalde sine interrupt rutiner for xxx_isr. For at afslutte en interrupt rutine og vende tilbage til programmet, benyttes RTI kommandoen. Denne kommando, gendanner alle registre fra stakken Metode til lysdæmpning: Ved lysdæmpningen bruger vi to timer output compare registre, TOC2 og TOC3. TOC2 vil være det timerdelay, der afgør tiden fra puls til puls, eller høj til høj. TOC3, vil så afgøre pulsbredden og dermed lysstyrken. Tiden for TOC3 hentes fra variablen lstyrke. Lstyrke er altså den værdi, der bestemmer pulsbredden og dermed lysstyrken. Dette gøres således at når TOC2 bliver trigget, så vil der i interrupt rutinen blive sat en ny tid for både TOC2 og TOC3, hvor TOC3 er mindre end TOC2. Samtidig vil pæren blive tændt og vi sørger for at bittet for TOC2 bliver sat lav i TFLG1. At dette gøres er vigtigt, for, hvis dette bit stadig er højt, når interrupt rutinen forlades, så vil interruptet blive trigget med det samme igen. Fig. 13 Når programmet først startes vil TOC2 blive initialiseret, men bittet i tmsk1 bliver sat lav. Så når man ønsker pæren tændt sætter man bit 6 i tmsk1 og TOC2 bliver trigget og tænder pæren og sætter TOC2 og TOC3 igen og så kører pulsbreddemoduleringen. Når pæren ønskes slukket sættes bit 6 i tmsk1 til lav igen og TOC2 kan ikke trigge et interrupt og pæren holder op med at lyse igen. Metode til at fade op og ned for lysniveauet I det interrupt der trigges af TOC2 bliver der lagt en værdi, levelstep til lstyrke-værdien. Denne værdi er til at starte med 0, så pærens styrke forbliver det samme. Når assemblerprogrammet registrerer et tryk på knappen (bevægelsesføleren), så vil levelstep blive sat til 1, eller en højere værdi, hvis man skulle man ønske at fade op hurtigere. Så vil der hver gang man kører TOC2 blive lagt 1 til pulsbredden. I mainloopet tjekkes der så om pulsbredden har nået det tilladte maksimum (Activelevel). Er dette tilfældet, så vil levelstep blive sat til nul igen, og der startes et tredje timerinterrupt på TOC4, der igen initialiserer sig selv, så det bliver trigget med et bestemt interval. Når dette timerinterrupt bliver tændt, så lægges der 1 til variablen count. Denne værdi nulstilles, når der registreres at knappen er trykket. I mainloopet bliver der tjekket om denne værdi har nået sit maksimum og er det tilfældet, så 22

23 sættes levelstep til -1 og der fades ned igen. Count angiver så den tid hvor lysstyrken er på activelevel. Igen bliver der tjekket på lstyrke-værdien og er den lig baselevel, så sættes levelstep igen til 0. Herfra forbliver lysstyrken den samme indtil der igen trykkes på knappen, eller at den lysfølsomme modstand når et niveau, så pæren slukkes helt. Det at count nulstilles ved tryk på knappen betyder at hvis der er bevægelse i længere tid vil lyset forblive på activelevel, da count er længere tid om at nå sit maks. Denne maks værdi kan så indstilles, så activelevel er holdt i længere tid. Det samme kan levelsteps, så fade op og ned går hurtigere. Seriel Kommunikation I vores program skal vi kunne overskrive vores variable og tænde og slukke for pæren via vores serielle port, som er af standarden RS232. I starten af vores program initialiseres de tilhørende registre. Baud sætter overførselshastigheden. Selve overførselen starter med at tjekke bit 5 på SCSR registeret. Hvis denne er 0, så er der ikke noget data til at føre ind og programmet går ud af rutinen. Hvis denne bit er 1, så går programmet videre og indlæser den værdi, der venter på den serielle port. Variablen InBuf er et array af bytes. InBufPtr er en pointer, der angiver hvor i arrayet man skriver til. Derfor lægges adressen til InBuf sammen med værdien af InBufPtr, så man har adressen på den byte InBufPtr peger på. I denne adresse gemmes så akkumulator A, hvor værdien fra den serielle port er gemt. Derefter incrementeres InBufPtr. Værdien i akk. B er så InBufPtr. Der blive så trukket 1 fra den, så akk B peger på den værdi, der lige er indlæst. Derefter tjekkes der om denne værdi er lig med nogle forudbestemte værdier. Er den ikke lig med den første værdi i programmet hoppes der videre og der tjekkes der på den næste og så videre indtil den kommer til en gældende værdi. Når en gældende værdi opnås, så sættes der nogle forudbestemte bit i registeret opt, ikke at forveksle med Option-registeret der er et fast register i hc11. Opt er et register vi selv har reserveret. Er værdien af det første bit 72, så sættes bit 1 og 7 og bit 0 cleares. Er værdien 73, så cleares bit 1 og bit 7 og 0 sættes. Er værdien 74, så cleares bit 1, 0 og 7. Ved værdien 75 cleares bit 1 og 0, og bit 7 sættes. Ved 81 er der ingen ændringer. Ved 91 sættes nye værdier for potlevel, lstyrke, maxima, levelsteppos, maxc og levelstepneg. Disse læses fra henholdsvis plads 1 til 6 i InBuf. Da disse værdier skal lægge i InBuf, så tjekkes der også om InBufPtr er lig 7, hvilket den vil have hvis der ligger værdier fra 0 Når der er tjekket for 91 så hoppes tilbage til starten af den serielle rutine. Er den første værdi ikke en af de nævnte, så vil det ikke være en gyldig kommando ud fra vores definition. Dette er en måde at sortere fejlforsendelser fra. Altså er den første værdi ikke en af de ovennævnte, så må vi konkludere at det ikke er en vi har sendt. 23

24 Styre program Programmet startes med initialisering af konstanter og variabler, samt opsætning af A/D-konverter og timer-interrupt. Derefter initialiseres LCD-displayet og timerne sættes. Her efter starter hoved-løkken, kaldet mainloop. I denne kaldes 4 subrutiner efter hinanden og laver derefter en branch til starten af løkken. Den første subrutine, der bliver kaldt er fadeloop, der tjekker om hvorvidt, der skal holdes den nuværende lstyrke værdi eller der skal fades op eller ned. Dette fungerer ved først at tjekke om hvorvidt lstyrke-værdien er højere end eller lig med maxima, og hvis den er det, så hoppes der til hold. Hvis ikke den er så hopper programmet tilbage i hovedløkken, og programmet fortsættes. I hold skrives der først til LCD-displayet at denne tilstand er opnået. Hvis den er det, så hoppes der til fadened. Hvis ikke, så aktiveres TOC4 i timer masken, så interruptet kan trigges. Derefter lægges 0 ind i levelstep og programmet hopper tilbage i hovedløkken I fadened skrives der ligeledes ind i LCD-displayet at den pågældende tilstand er nået. Derefter lægges -1 ind i levelstep, hvilket gør at der fades ned, og derefter hopper programmet tilbage i hovedløkken. Den næste subrutine, pe01test tjekker om hvorvidt potmeterværdien er højere end værdien for den lysfølsomme modstand. Hvis dette er tilfældet så hoppes der til taend. Hvis ikke, så sættes bit 6 i TMSK1 til nul, hvilket gør at TOC2 ikke kan trigges og derefter slukkes pæren. Så indlæses teksten case1 i LCD-displayet. Derefter hoppes der tilbage til hovedløkken. Hoppes der til taend, så sættes TMSK1 bit 6 til høj, hvilket gør at TOC2 kan trigges og dermed tændes pæren med den nuværende dæmpning, der er angivet i lstyrke. Der hoppes derefter tilbage til hovedløkken. Subrutinen knaptest tjekker, som navnet antyder om bevægelsesføleren/knappen er trykket. Dette gøres ved at indlæse værdien fra port e bit 2 i akkumulator a, hvorefter der sammenlignes med F0 16. Er værdien lavere end F0 16 så er knappen ikke trykket, og der hoppes tilbage til hovedløkken. Er den derimod lig med eller højere, så hoppes der til fadetaend, som først indlæser teksten case3 i LCDdisplayet. Derefter indlæses 1 i levelstep og count sættes lig nul. Dette gør at pæren fader op indtil lstyrke når maxima, som det er beskrevet ovenover. Det at count nulstilles hver gang knappen trykkes gør at hvis knappen trykkes mens at der fades ned, så vil der blive fadet op selvom pæren er i gang med at fade ned. Er den i hold, så vil counteren bliver nul og activelevel vil holdes længere. Dette er i god overensstemmelse med at lave en bevægelsesstyret lysdæmper, hvor man jo ønsker at lyset forbliver tændt, hvis der er en fortsat bevægelse. Derefter hoppes tilbage til hovedløkken. Når knaptest subrutinen er overstået, så starter hovedløkken forfra. 24