Аннотация

В данном программном документе приведен текст программы «telemetry_rev1-1», предназначенной для опроса телеметрических датчиков, подключенных к микроконтроллеру Atmel Atmega328P, и отправки полученных данных по последовательному порту на бортовую ЭВМ. Текст программы реализован в виде символической записи на языке ассемблера AVR. Компилятором является консольная программа для UNIX-подобных операционных систем - avra.

Основной функцией программы telemetry_rev1-1 является опрос и отправка показаний следующих датчиков:

по протоколу I2C:

BMP180 - атмосферное давление и температура окружающей среды;

BH1750 - освещенность;

по протоколу 1-Wire:

DS18B20 - температура элементной базы робота;

аналоговые, с предварительной обработкой АЦП:

ACS712-5A / MAX471 - потребляемый ток;

Датчики напряжения собственного изготовления.

В процессе сбора данных происходит их перевод в двоично-десятичный код и отправка по USB-to-Serial протоколу с сохранением в памяти бортовой ЭВМ.

Программа состоит из основной программы, подключаемых модулей и файла объявления имен регистров:

telemetry_rev1-1.asm - основная программа;

1wire.asm - работа с датчиками по 1-Wire протоколу;

hextobcd.asm - перевод чисел из шестнадцатеричной системы счисления в двоично-десятичный код;

iterrupts.asm - адреса прерываний микроконтроллера;

macr.asm - макросы, используемые в основной программе;

twi_lib.asm - работа с датчиками по I2C протоколу;

m328Pdef.inc - объявление имен регистров и ячеек памяти.

Текст программы telemetry_rev1-1.asm

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- MHz --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

«»

.byte2

«» «» «» «» «» --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

<<<<<<<<<<

<<<<<<<<<<

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Текст модуля 1wire.asm

;1-wire_подпрограммы ;-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- W1_Sbros: ; Сброс шины и проверка датчик на месте ли lds r16, W1_BIT ; Записываем в r16 ножку где датчик sbi W1_DDR, W1_BIT ; Ногу на выход cbi W1_PORT, W1_BIT ; Опрокидываем вывод на землю rcall W1_DelayH ; Задержка 480 мкс, для сброса cbi W1_DDR, W1_BIT ; Ногу на вход rcall W1_DelayI ; Ждем тайм слот 70 мкс sbis W1_PIN, W1_BIT ; Пропускаем следующую строку, если бит порта в 1 ldi r17, 1 ; И установим сигнальный регистр в 1 sbic W1_PIN, W1_BIT ; Пропускаем следующую строку, если бит порта в 0 ldi r17, 0 ; И установим сигнальный регистр в 0 rcall W1_DelayJ ; Ждем тайм слот 410 мкс ret ; Если датчик на месте, в r17 по выходу отсюда будет 1, в противном случае 0 W1_Address: clr r20 read: inc r20 ; Процедура считывания адреса датчиков DS18B20 in r10,SREG push r10 lpm r16,Z rcall ds_byte_wr pop r10 out SREG,r10 adiw ZH:ZL,1 cpi r20,8 brne read ret W1_ReadMem: ; Чтение памяти регистров температуры ldi r16, 0x55 ; Пошлем команду 0x55, это сравнить уникальный номер датчика rcall ds_byte_wr ; Так как он у нас один на проводе rcall W1_Address ; Отправляем адрес датчика ldi r16, 0xBE ; Говорим датчику, что мы сейчас будем читать rcall ds_byte_wr ; Запуливаем байт rcall ds_byte_rd ; А тут уже начинаем читать, прочитали первый st Y, r16 ; И запулили его в память, по метке Trm adiw YH:YL,1 rcall ds_byte_rd ; Читаем второй st Y, r16 ; И запулили его в память, по метке Trm+1 adiw YH:YL,1 rcall W1_Sbros ; Сбрасываем шину и проверяем есть ли датчик ;ldi ZL,LOW(Addr2*2) ;ldi ZH,HIGH(Addr2*2) ;clr r20 ret W1_ConvTemp: ; Подпрограмма конвертирования температуры ldi r16, 0xCC ; Пропускаем уникальный номер датчика rcall ds_byte_wr ldi r16, 0x44 ; Говорим что надо бы сконвертировать температуру, этот процесс занимает 750 rcall ds_byte_wr ; миллисекунд, поэтому идем что-то делать, или ленится ret W1_Init_12bit: ; Подпрограмма перестройки на 12 бит температуры ldi r16, 0xCC ; Пропускаем уникальный номер датчика rcall ds_byte_wr ; Спуливаем в датчик ldi r16, 0x4E ; Говорим что сейчас будем писать в RAM регистры датчика rcall ds_byte_wr ; Спуливаем в датчик ldi r16, 0xFF ; 0xFF записываем в первые 2 регистра, это регистры температуры, он нам не rcall ds_byte_wr ; нужен, поэтому их оставляем в стандартном состоянии ldi r16, 0xFF ; 0xFF второй байт температуры rcall ds_byte_wr ; Спуливаем на порт ldi r16, 0x7F ; А вот тут говорим что 12 бит - 7F, или 1F - 9бит, 3F - 10 бит, 5F - 11 бит rcall ds_byte_wr ; Спуливаем на порт ret ds_byte_rd: ; Подпрограмма чтения данных в регистр r16 с 1 Wire ldi r17, 8 ; Пишем в r17 - 8, т.к. у нас в бит в регистре clr r16 ;Чистим r16, сюда будем читать данные ds_byte_rd_0: sbi W1_DDR, W1_BIT ; Вывод на выход cbi W1_PORT, W1_BIT ; Опрокидываем вывод на землю rcall W1_DelayA ; Ждем 6 микросекунд cbi W1_DDR, W1_BIT ; Вывод на вход rcall W1_DelayE ; Ждем 9 микросекунд sbis W1_PIN, W1_BIT clc ; Очищаем бит C = 0 sbic W1_PIN, W1_BIT sec ; Очищаем бит C = 1 ror r16 ; Производим циклический сдвиг вправо через С rcall W1_DelayF ; Ждем 55 микросекунд dec r17 ;Понижаем на 1 регистр r17 brne ds_byte_rd_0 ; если не равен 0 вращаемся в цикле ret ds_byte_wr: ; Подпрограмма записи данных из регистра r16 в датчик ldi r17, 8 ; Пишем в r17 - 8, т.к. у нас в бит в регистре ds_byte_wr0: sbi W1_DDR, W1_BIT ; Вывод на выход cbi W1_PORT, W1_BIT ; Опрокидываем вывод на землю sbrc r16, 0 ; Проверим, в r16 бит 0 очищен или установлен rjmp ds_byte_write_1 ; Если установлен перейдем по этой метке rjmp ds_byte_write_0 ; Если очищен перейдем по этой метке ds_byte_wr1: lsr r16 ; Логический сдвиг вправо dec r17 ; Понижаем r17 на 1 brne ds_byte_wr0 ; Если не равен 0, вращаемся в цикле ret ; Выход из подпрограммы ds_byte_write_0: ; Запись 0 rcall W1_DelayC ; Ждем 60 микросекунд cbi W1_DDR, W1_BIT ; Вывод на вход rcall W1_DelayD ; Ждем 10 микросекунд rjmp ds_byte_wr1 ds_byte_write_1: ; Запись 1 rcall W1_DelayA ; Ждем 6 микросекунд cbi W1_DDR, W1_BIT ; Вывод на вход rcall W1_DelayB ; Ждем 64 микросекунд rjmp ds_byte_wr1 W1_DelayA: ; Задержка 6 mcs ldi XH, high(FREQ/2000000) ldi XL, low(FREQ/2000000) rcall W1_Delay ret W1_DelayB: ; Задержка 64 mcs ldi XH, high(FREQ/130000) ldi XL, low(FREQ/130000) rcall W1_Delay ret W1_DelayC: ; Задержка 60 mcs ldi XH, high(FREQ/136000) ldi XL, low(FREQ/136000) rcall W1_Delay ret W1_DelayD: ; Задержка 10 mcs ldi XH, high(FREQ/1000000) ldi XL, low(FREQ/1000000) rcall W1_Delay ret W1_DelayE: ; Задержка 9 mcs ldi XH, high(FREQ/1200000) ldi XL, low(FREQ/1200000) rcall W1_Delay ret W1_DelayF: ; Задержка 55 mcs ldi XH, high(FREQ/150000) ldi XL, low(FREQ/150000) rcall W1_Delay ret W1_DelayH: ; Задержка 480 mcs ldi XH, high(FREQ/16664) ldi XL, low(FREQ/16664) rcall W1_Delay ret W1_DelayI: ; Задержка 70 mcs ldi XH, high(FREQ/116000) ldi XL, low(FREQ/116000) rcall W1_Delay ret W1_DelayJ: ; Задержка 410 mcs ldi XH, high(FREQ/19512) ldi XL, low(FREQ/19512) rcall W1_Delay ret W1_Delay: ; Подпрограмма воспроизведения задержки sbiw XH:XL, 1 ; Вычитаем единицу из регистровой пары brne W1_Delay ; Если не равно 0 крутимся в цикле ret ; Выход из подпрограммы ;-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ;Конец_1-wire_подпрограмм

Текст модуля hextobcd.asm

.def fASCIIL =r16 .def tASCII0 =r16 .def fASCIIH =r17 .def tASCII2 =r25 .def tASCII3 =r19 .def tASCII4 =r20 .def tASCII1 =r21 .def cnt16a =r21 .def tmp16a =r22 .def tmp16b =r23 ;***** Код print_ascii: check1 r20 check1 r19 check1 r25 check1 r21 check1 r16 ret bin2ASCII15: ldi tmp16a, low(10000) ldi tmp16b, high(10000) rcall bin2ASCII_digit mov tASCII4, cnt16a ldi tmp16a, low(1000) ldi tmp16b, high(1000) rcall bin2ASCII_digit mov tASCII3, cnt16a ldi tmp16a, low(100) ldi tmp16b, high(100) rcall bin2ASCII_digit mov tASCII2, cnt16a ldi tmp16a, low(10) ldi tmp16b, high(10) rcall bin2ASCII_digit ldi r17,0x30 add r16,r17 add r21,r17 add r25,r17 add r19,r17 add r20,r17 rcall print_ascii ret bin2ASCII_digit: ldi cnt16a, -1 bin2ASCII_digit_loop: inc cnt16a sub fASCIIL, tmp16a sbc fASCIIH, tmp16b brsh bin2ASCII_digit_loop add fASCIIL, tmp16a adc fASCIIH, tmp16b ret

Текст модуля iterrupts.asm

;Векторы_прерываний ;----------------------------------------------------------------------- .org 0x0000 ; Reset jmp RESET .org 0x0002 ; External Interrupt Request 0 reti .org 0x0004 ; External Interrupt Request 1 reti .org 0x0006 ; Pin Change Interrupt Request 0 reti .org 0x0008 ; Pin Change Interrupt Request 1 reti .org 0x000A ; Pin Change Interrupt Request 2 reti .org 0x000C ; Watchdog Time-out Interrupt reti .org 0x000E ; Timer/Counter 2 Compare Match A reti .org 0x0010 ; Timer/Counter 2 Compare Match B reti .org 0x0012 ; Timer/Counter 2 Overflow jmp Board_timer .org 0x0014 ; Timer/Counter 1 Capture Event reti .org 0x0016 ; Timer/Counter 1 Compare Match A reti .org 0x0018 ; Timer/Counter 1 Compare Match B reti .org 0x001A ; Timer/Counter 1 Overflow rjmp W1_timer ;reti .org 0x001C ; Timer/Counter 0 Compare Match A reti .org 0x001E ; Timer/Counter 0 Compare Match B reti .org 0x0020 ; Timer/Counter 0 Overflow reti .org 0x0022 ; SPI Serial Transfer Complete reti .org 0x0024 ; USART, Rx Complete reti .org 0x0026 ; USART, UDR Empty reti .org 0x0028 ; USART, Tx Complete reti .org 0x002A ; ADC Conversion Complete jmp adc_conv .org 0x002C ; EEPROM Ready reti .org 0x002E ; Analog Comparator reti .org 0x0030 ; Two-wire Serial Interface jmp TWI_int ;reti .org 0x0032 ; Store Program Memory Read reti .org INT_VECTORS_SIZE

Текст модуля macr.asm

;Макросы ;----------------------------------------------------------------------- .macro pushf push r10 in r10,SREG push r10 .endm .macro popf pop r10 out SREG,r10 pop r10 .endm .macro pushr push r10 in r10,SREG push r10 push r16 push r17 push r18 push r19 push r20 push r21 push r22 push r23 push r25 push r26 push r27 push r28 push r29 .endm .macro popr pop r29 pop r28 pop r27 pop r26 pop r25 pop r23 pop r22 pop r21 pop r20 pop r19 pop r18 pop r17 pop r16 pop r10 out SREG,r10 pop r10 .endm .macro check push @0 lds @0,@1 sts UDR0,@0 check_loop: ldi @0,UCSR0A sbrs @0,TXC0 rjmp check_loop pop @0 rcall Delay .endm .macro check_kosv push @0 ld @0,@1 sts UDR0,@0 check_loop1: ldi @0,UCSR0A sbrs @0,TXC0 rjmp check_loop1 pop @0 rcall Delay .endm .macro check1 sts UDR0,@0 check_loop1: ldi @0,UCSR0A sbrs @0,TXC0 rjmp check_loop1 rcall Delay .endm .macro tabulate push r16 ldi r16,0x09 check1 r16 pop r16 .endm .macro newline push r16 ldi r16,0x0D check1 r16 ldi r16,0x0A check1 r16 pop r16 .endm

Текст модуля twi_lib.asm

;Библиотека_TWI ;----------------------------------------------------------------------- ;======= Стартовая посылка по шине i2c ================================================= i2c_start: push r16 ldi r16,(1<<TWINT)|(1<<TWSTA)|(1<<TWEN)|(1<<TWIE) ; Выполняем посылку стартовой комбинации sts TWCR,r16 ; Посылаем полученный байт в TWCR rcall i2c_wait ; Ожидание формирования start в блоке TWI pop r16 ; Возвращаем данные в r16 из стека ret ;======= Стоповая посылка по шине i2c ================================================== i2c_stop: push r16 ldi r16,(1<<TWINT)|(1<<TWSTO)|(1<<TWEN) ; Отправляем стоповую посылку sts TWCR,r16 ; Посылаем полученный байт в TWCR pop r16 ; Возвращаем данные в r16 из стека ret ;======= Посылка байта информации по шине i2c ========================================== i2c_send: push r16 sts TWDR,r16 ; Записываем передаваемый байт в регистр TWDR ldi r16,(1<<TWINT)|(1<<TWEN)|(1<<TWIE) ; Формируем байт, отвечающий ; за пересылку информационного байта sts TWCR,r16 ; Посылаем полученный байт в TWCR rcall i2c_wait ; Ожидание окончания пересылки байта pop r16 ; Возвращаем данные в r16 из стека ret ;======= Приём информационного байта по шине i2c ======================================= i2c_receive: ; Принятый байт помещается в регистр r16, поэтому рекомендуется ; продумать программу так, чтобы в этот момент в нём не было ; важной информации, байт не сохраняется в стеке в коде данной ; процедуры ldi r16,(1<<TWINT)|(1<<TWEN)|(1<<TWEA)|(1<<TWIE) ; Формируем байт, отвечающий за прием sts TWCR,r16 ; Посылаем полученный байт в TWCR rcall i2c_wait ; Ожидание окончания приёма байта lds r16,TWDR ; Считываем полученную информацию из TWDR ret ;======= Приём последнего байта (NACK) ================================================= i2c_receive_last: ; Принятый байт помещается в регистр r16, поэтому рекомендуется ; продумать программу так, чтобы в этот момент в нём не было ; важной информации, байт не сохраняется в стеке в коде данной ; процедуры ldi r16,(1<<TWINT)|(1<<TWEN)|(1<<TWIE) ; Формируем байт, отвечающий за прием информационного байта sts TWCR,r16 ; Посылаем полученный байт в TWCR rcall i2c_wait ; Ожидание окончания приёма байта lds r16,TWDR ; Считываем полученную информацию из TWDR ret ;======= Ожидание готовности TWI ======================================================= i2c_wait: lds r16,TWCR ; Загружаем значение из TWCR в r16 sbrs r16,TWINT ; Функция ожидания выполняется до тех пор, пока поднят флаг ; прерывания в 1 rjmp i2c_wait ret ;=======================================================================================