Файл: Учимся программировать микроконтроллеры Pic на языке PicBasicPro (В.В. Хилинский, 2007).pdf

ADCON1 = 6

TRISA = %00000001

PORTA = %00000001

TRISB = %00000000

PORTB = %00000000

LED:

PORTB = PORTB + 1

GOTO Main

Работу оператора BUTTON мы здесь обсуждать не будем. Об этом достаточно подробно разъяснено в соответствующем разделе.

Продолжим работу с портом А, но уже будем использовать его в качестве аналого-цифрового преобразователя.

Пример № 4. Аналого-цифровое преобразование.

Вэтом примере мы рассмотрим одну из самых полезных особенностей микроконтроллеров, в состав которых входит аналого-цифровой преобразователь

(АЦП).

Почти все в реальном мире не цифровое, а аналоговое. Поэтому для того чтобы управлять чем-либо с помощью микроконтроллера, мы должны преобразовывать аналоговые данные реального мира в цифровую форму, которую понимает PIC контроллер. Это можно сделать с помощью аналого-цифрового преобразователя. Например, если Вы должны измерить температуру Вам будет нужен датчик, для того, чтобы преобразовать измеряемую температуру в напряжение, и АЦП, чтобы преобразовать полученное напряжение в цифровое значение.

Вэтом примере вместо такого датчика мы воспользуемся обычным переменным резистором, названным потенциометром (POT), который подключим

квыводу PORTA.0. Поворачивая ротор потенциометра, мы будем изменять

60

уровень напряжения на этом выводе микроконтроллера, который в свою очередь должен преобразовать значение напряжения на выводе ротора потенциометра в цифровую форму, а результат этого преобразования вывести на светодиоды, подключенные к PORTB. При повороте ротора светодиоды будут зажигаться, точно так же, как работает линейная шкала в стерео усилителях.

К счастью, мы сейчас не обязаны слишком много понимать в работе схемы АЦП; микроконтроллер и компилятор сами знают, как это преобразование осуществляется. Схемы АЦП многообразны, но они все делают одно и тоже - преобразуют аналоговое напряжение в цифровой код. Результат такого преобразования записывается во внутренний регистр микроконтроллера. На цифровом выходе регистра АЦП будет результат этого преобразования. Он может быть 8-разрядным или 10-разрядным. PIC 16F877 имеет 10-разрядный АЦП, но может также работать и как 8-разрядный. Для упрощения программы мы будем использовать здесь 8-разрядное преобразование. Восемь разрядов вписываются в один байт, что несколько упростит нашу программу.

На рис. 21 показана принципиальная схема этого проекта. Эта схема мало чем отличается от предыдущей. Единственное отличие состоит в том, что вместо кнопки к выводу микроконтроллера подключен переменный резистор.

Рис. 21. Схема с использованием АЦП.

‘ результата преобразования

61

62

В этой программе Вы встретились с незнакомым оператором ADCIN 0, adval, который работает следующим образом. Программа при встрече с этим оператором начинает производить измерение аналогового сигнала на канале А0 и совершать АЦП с точностью, указанной в соответствующем определении DEFINE. Результат преобразования заносится в переменную (в нашем случае – adval).

Вы можете использовать этот пример всякий раз, когда хотите связать цифровую схему с реальным аналоговым миром. Чтение датчиков, вероятно, самое обычное дело, но не единственное. Программа для этого проекта может легко быть превращена в подпрограмму для более сложной программы. Вы можете даже изменить её так, чтобы читать больше чем один датчик, связанный с каждым контактом PORTA.

63

Я надеюсь, что этот пример не вызовет у Вас больших сложностей в понимании АЦП микроконтроллера.

Кроме светодиодов существует большое разнообразие других электронных изделий, управление которыми часто бывает необходимо. Одним из таких устройств, очень широко используемых в робототехнике, является сервомотор. Поэтому в следующем примере мы будем учится управлять сервомотором.

Пример № 5. Управление сервомотором.

Если Вы когда-либо строили радиоуправляемые модели самолетов или роботов, то вероятно, знакомы с сервомоторами. Сервомотор это двигатель постоянного тока с управлением направлением вращения и угла поворота. Угол поворота вала ограничен 180 градусами, но некоторые люди переделывает внутренности для того, чтобы заставить сервомотор поворачивать на полный угол - 360 градусов. Напряжение питания в большинстве случаев составляет +5 В.. Никаких сложных подключений сервоприводы не требуют. Чаще всего используются всего три внешних провода: напряжение питания, общий провод и входной сигнал управления. Серводвигатель является аналоговым устройством, управляемым с помощью широтно-импульсного модулированного сигнала (PWM). Сигнал должен быть длительностью от одной до двух миллисекунд и повторяться каждые 20 мс. Ширина импульса в 1 миллисекунду поворачивает вал на максимальный угол влево, а шириной в 2 миллисекунды - на максимальный угол вправо. Любая ширина импульса между этими значениями поворачивает вал между конечными точками в линейном масштабе. Импульс длительностью в 1,5 миллисекунды повернул бы вал в промежуточную точку лежащую на полпути к концевым точкам.

Принципиальная схема управления серводвигателем приведена на рисунке 22

Рис. 22 Схема подключения сервомотора.

64

В нашем примере мы с вами будем управлять вращением сервомотора с помощью потенциометра из предыдущего примера. Как Вы, наверное, заметили, на схеме не обнаруживаются цепи питания микроконтроллера. Это совершенно не значит, что перед Вами очередной проект Perpetuum Mobile. Это сделано, для того чтобы не отвлекать Ваше внимание на вещи, само собой разумеющиеся.

Ниже приведена программа управления серводвигателем. Программа работает следующим образом: если ротор потенциометра находится в среднем положении, то и сервомотор поворачивается в среднее положение. Если ротор повернуть в сторону уменьшения сопротивления, то сервомотор должен повернуться влево (против часовой стрелки) на угол обратно пропорциональный сопротивлению потенциометра. При повороте ротора от средней точки в сторону увеличения сопротивления сервомотор должен повернуться вправо на угол пропорциональный сопротивлению потенциометра.

Пример:

Define ADC_BITS 8

Define ADC_CLOCK 3 Define ADC_SAMPLEUS 50

65