Лабораторная работа 3. Тема: изучение принципов работы прерываний контроллера MSP430G2211

Тема: изучение принципов работы прерываний контроллера MSP430G2211.

Цель работы: изучить принцип работы с прерываниями контроллера MSP430G2211, Разработать программу в соответствии с вариантом.

Ход работы.

Прерывание (англ. interrupt) – сигнал, сообщающий процессору о наступлении какого–либо события. При этом выполнение текущей последовательности команд приостанавливается и управление передаётся обработчику прерывания, который реагирует на событие и обслуживает его, после чего возвращает управление в прерванный код.
Механизм прерываний создан для обеспечения максимально оперативной реакции программы на определенные события.

Пример использования прерывания.

#include "msp430G2211.h"

void main()

{ WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;

P1DIR &= ~BIT3;

P1REN |= BIT3;

P1IE |= BIT3; // Разрешение прерываний на P1.3

P1IES |= BIT3; // Прерывание происходит по 1/0 (отпусканию

// нажатию)

P1IFG &= ~BIT3; // Очистка флага прерываний для P1.3

P1DIR |= BIT0 + BIT6;

P1OUT |= BIT0;

P1OUT &= ~BIT6;

__bis_SR_register(GIE); // Установка флага глобального

// разре шения

// прерываний

while(true);

}

#pragma vector=PORT1_VECTOR

__interrupt void P1INT() // Обработчик прерывания

{ P1IE &= ~BIT3; // Запрет прерываний на P1.3

P1OUT ^= BIT0; // P1.0 меняет своё состояние

P1OUT ^= BIT6; // P1.6 меняет своё состояние

for(volatile unsigned int i = 30000; i.= 0; i––); // Задержка

P1IE |= BIT2; // Разрешение прерываний на P1.2

P1IFG &= ~BIT2; // Очистка флага прерываний для P1.2

}

В программе используются побитовые операции Си, «|=» установит соответствующий значению справа бит в регистре слева в единицу, а «&= ~» напротив установит его в 0.

В данном примере по нажатию на кнопку (P1.3) происходит прерывание, которое меняет состояние двух светодиодов (P1.0 и P1.6).

PxIE разрешает прерывания для пинов порта Px. Значение «1», записанное в определенный разряд позволяет получать прерывания от определенного пина.

PxIES определяет по какому уровню сигнала будет происходить прерывание. В нашем случае это означает, что единица, помещенная в конкретный разряд данного регистра, позволит получать событие нажатия кнопки. И наоборот, ноль позволит получать событие отпускания кнопки.
Кнопка в данном примере «подтянута» до единицы, это означает что нажатая кнопка имеет значение ноль.

На схеме подключения (рисунок 1.26) резистор R1 нарисован показательно, на самом деле он находится внутри микроконтроллера и включается регистром P1REN.

Рисунок 1.26 – Схема подключения подтягивающего резистора

PxIFG – флаг прерывания. В случае возникновения события нажатия кнопки он будет установлен в единицу, что и вызовет обработчик прерывания (__interrupt void P1INT()). Соответственно, сразу после обработки события флаг необходимо сбросить.

Если убрать из примера строчку 31 в конце обработчика, тогда, сразу после первого нажатия кнопки, лампочки будут переключаться так, как будто вы постоянно нажимаете на кнопку.

__bis_SR_register(GIE) устанавливает флаг глобального разрешения прерываний (Global Interrupt Enable) в status register. Фактически это эквивалентно записи SR |= GIE, но обращаться к регистру SR можно только по средствам функций __bis_SR_register и __get_SR_register.

На рисунке 1.27 приведена схема битов в SR регистре.

Рисунок 1.27 – Схема битов в SR регистре

Таким образом 0, 1, 2 и 8 биты – это биты математических операций.
4, 5, 6, 7 – биты управления уровнями энергопотребления, за счёт уменьшения частоты или отключения АЛУ.

Бит 3 – это глобальное разрешение прерываний. Пока этот бит не установлен в единицу, никакие прерывания обрабатываться не будут.
#pragma vector – директива, которая определяет что нижеследующая функция является обработчиком указанного прерывания.

Список всех доступных векторов прерываний можно посмотреть в заголовочном файле для Вашего контроллера. В данном случае это msp430G2211.h.

Дребезг контактов возникает при нажатии кнопки, благодаря чему обработчик прерываний будет вызван многократно. В данном примере этого удалось избежать следующим образом:

Сразу после вызова обработчика устанавливается запрет прерываний (строка 24); после переключения состояний светодиодов делается задержка (строка 29); снова устанавливается разрешение прерываний (строка 30).

Директива volatile в 29 строке кода означает, что переменная i не будет оптимизироваться при компиляции. Если её убрать, то задержки не будет.

Задания в соответствие с вариантом указаны в таблице 1.14

Таблица 1.14 – Варианты заданий для лабораторной работы 3

Продолжение таблицы 1.14

Отчет должен содержать: название лабораторной работы, номер варианта, тема, цель, ход работы, выводы

В ходе работы необходимо привести блок схему алгоритма программы, листинг готовой программы с построчным описанием, электрическую принципиальную схему подключения контроллера к отладочному комплекту.