Laboratorní zdroj – 5. komunikace po sériové lince

Aby bylo možné komunikovat s podřízeným procesorem na analogové desce laboratorního zdroje, připojil jsem k ní a naprogramoval provizorní řídící desku. Je osazena procesorem ATmega162 a alfanumerickým displejem s rozlišením 16 x 40 znaků. Displej je osazen řadičem HD61830. Rád takovou desku používám pro první oživování nových věcí. Na displej se vejde spousta informací o běžícím programu, takže není potřeba JTAG. Mezivýsledky výpočtů, které programuji, jsou pořád někde zobrazovány a já můžu kontrolovat jejich správnost. Nemusím se starat a do procesoru nahrávat obsáhlou znakovou sadu potřebnou pro řízení barevného displeje, který bude použit později, takže desítky přeprogramovávání při vývoji programu v AVR studiu jsou velmi rychlé. No a na univerzální desku si můžu připájet periferie, které zrovna potřebuji. Teď je na ní jenom stabilizátor, rotační kodér a sériová linka. V konečné verzi zdroje bude použita řídící deska s procesorem ATxmega128 a 4,3″ TFT displej.

Master_koncept

V hlavní smyčce programu, kterým ovládám laboratorní zdroj, se věnuji hlavně zobrazování na displeji:

Je potřeba zobrazit napětí nastavené na rotačním kodéru a z něj vypočítaný údaj odesílaný na DA převodník. Ten samozřejmě v budoucnu nebude potřeba, ale teď se hodí. Je potřeba hlídat, jestli dobře funguje rovnice, která hodnotu pro DA převodník počítá. Na dalším řádku je průměrná hodnota z AD převodníku a z něj vypočítané naměřené napětí v milivoltech. Na kraji displeje je ještě rozdíl nastavené a naměřené hodnoty a aktuální číslo z AD převodníku. Podobné údaje se opakují pro nastavení a měření proudu. Ve spodní části displeje jsou další věci, které zrovna programuji. No a na posledním řádku je výpis komunikace mezi procesory – zase pro jistotu, abych na první pohled viděl, že procesory mezi sebou komunikují.

Celé to pak vypadá takto:

Master_displej

Komunikace po sériové lince

Komunikaci bude řídit procesor ATmega162 na řídící desce. Podřízeným procesorem je ATmega16 na analogové desce zdroje. Na začátku komunikace Master vyšle nějaký textový řetězec, ze kterého je zřejmé, pro který procesor je informace určena a od koho se zároveň očekává odpověď. Já zvolil řetězec „Zdroj_01“. Za ním jde skupina dat:

  • 16 bitů – 2 bajty: požadované napětí pro DA převodník
  • 16 bitů – 2 bajty: požadovaný proud pro DA převodník
  • 8 bitů – 1 bajt: nastavení relé, které jsou na desce zdroje
  • 8 bitů – 1 bajt: počet měření na AD převodníku, která budou průměrována
  • 16 bitů – 2 bajty: záloha

Slave procesor ví, že má přijmout 16 bajtů. Přitom kontroluje textový řetězec, aby bylo možno rozhodnout, že je informace pro něj. Pokud ano, tak přijme všechna data do pole dat SerialRxArray. Z něj budou údaje použity v dalších částech programu. Po přijetí posledního znaku začne slave procesor okamžitě vysílat svoji zprávu pro Master. Začíná stejně, řetězcem „Zdroj_01“ a pokračuje skupinou dat:

  • 16 bitů – 2 bajty: aktuální naměřené napětí
  • 16 bitů – 2 bajty: aktuální naměřený proud
  • 16 bitů – 2 bajty: průměrné naměřené napětí
  • 16 bitů – 2 bajty: průměrný naměřený proud
  • 16 bitů – 2 bajty: naměřené napětí z teplotního čidla integrovaného v referenčním zdroji
  • 8 bitů – 1 bajt: stav zdroje – zdroj napětí nebo proudu
  • 40 bitů – 5 bajtů: záloha

Master data přijme a uloží do svého pole přijatých dat SerialRxArray. Vysílání z procesoru Master je řízeno podprogramem přerušení od časovače. Ten spouští vysílání zprávy přibližně 5x za sekundu. Na logickém analyzátoru to vypadá takto:

sériová komunikace

Program přerušení od časovače odešle jednou za 200ms první písmeno řetězce. Po jeho odeslání vznikne požadavek na přerušení od vysílače sériového kanálu, který odesílá zbytek.

 Začátek programu přerušení aktivovaný při dokončení odesílání znaku na sériové lince:

Program přerušení aktivovaný při dokončení přijímání znaku na sériové lince:

Nakonec ještě nastavení registrů mikroprocesoru:

Nastavení registrů v slave procesoru je podobné, oba procesory zatím běží na 8MHz s použitím interních oscilátorů. Předpokládám, že slave procesor začne vysílat okamžitě po přijetí zprávy od masteru. Mezera 200ms dává slave procesoru dostatek času, aby svou zprávu stihl odvysílat a nedošlo ke kolizi.

Laboratorní zdroj – 1. úvod

Laboratorní zdroj – 2. popis zapojení

Laboratorní zdroj – 3. volba součástek

Laboratorní zdroj – 4. návrh modulu zdroje

Laboratorní zdroj – 5. komunikace po sériové lince

Laboratorní zdroj – 6. programování DA a AD převodníku

Laboratorní zdroj – 7. regresní funkce měření napětí