* एनआईपी - माइक्रोचिप माइक्रोकंट्रोलर में कोर इंडिपेंडेंट पेरिफेरल्स, जिसे सीआईपी - कोर इंडिपेंडेंट पेरिफेरल भी कहा जाता है।

भाग ४

पिछले लेख [ 1 ], [ 2 ] और [ 3 ] कोर इंडिपेंडेंट (एनईवी) माइक्रोचिप माइक्रोकंट्रोलर्स के परिधीयों के लिए समर्पित थे: विन्यास योग्य तर्क कोशिकाएं, वर्तमान सीमित कार्य के साथ इनपुट / आउटपुट पोर्ट और कंप्यूटर के साथ एडीएस; इस तरह के बाह्य उपकरणों की कुछ विशेषताएं दिखाई गई थीं। मैं आपको याद दिला दूं कि स्वतंत्रता माइक्रोकंट्रोलर्स (बेसलाइन, मिड-रेंज, एन्हांस्ड मिड-रेंज, पीआईसी 18, 16-, 32-बिट) के पीआईसी कोर के प्रकार से निहित है, लेकिन कोर के संचालन से, अर्थात्। सीपीयू के राज्य की परिधि को सौंपे गए कार्यों का स्वतंत्र निष्पादन। इस तरह के बाह्य उपकरणों, और विशेष रूप से हार्डवेयर कार्यों के सहयोग और संश्लेषण के लिए इसे कॉन्फ़िगर करने की संभावना है, सॉफ्टवेयर भाग को बंद करने और बिजली की खपत को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

इस संक्षिप्त लेख में मैं "कस्टम" के स्वागत के कार्यान्वयन के उदाहरण दिखाना चाहता हूं, गैर-मानक संचार इंटरफेस कर्नेल के परिधीय स्वतंत्र का उपयोग करते हुए।

पीडब्लूएम जानकारी कोडिंग बहुत आम है जब असतत संकेत, लॉग 1 और लॉग 0, पल्स चौड़ाई से एन्कोडेड होते हैं। पेरिफेरल कोर-इंडिपेंडेंट पीआईसी कंट्रोलर्स का उपयोग करके ऐसे सिग्नल प्राप्त करने और डिकोड करने के विकल्प पर विचार करें।

PW2 AM2302 सेंसर सिग्नल की डिकोडिंग

DIY परियोजनाओं में, DHT22 तापमान और आर्द्रता सेंसर (AM2302) अक्सर उपयोग किया जाता है। सेंसर में 3 आउटपुट हैं, जानकारी एक तार के माध्यम से प्रेषित होती है। अनुरोध के जवाब में (लगभग 1ms का निम्न स्तर), सेंसर एक शुरुआत बिट के साथ प्रतिक्रिया करता है, और फिर 40 बिट्स का एक क्रम होता है, जहां सूचना पल्स अवधि में एन्कोडेड होती है: लॉग। "0" - आवेग 30mk सेकंड, लॉग। "1" - 70mk सेकंड (विशिष्ट मूल्य)। सेंसर से प्रतिक्रिया में 5 बाइट्स होते हैं: आर्द्रता डेटा के 2 बाइट्स, 2 बाइट्स तापमान और 1 नियंत्रण बाइट।


चित्र 1। DHT22 सेंसर सिग्नल जनरेशन सिद्धांत की व्याख्या।

नेटवर्क के पास Arduino पर ऐसे सेंसर के साथ काम करने के कई उदाहरण हैं। कुछ पुस्तकालय कार्यान्वयन निर्माण का उपयोग करते हैं जैसे:

loopCnt = TIMEOUT; while(PIN) { if(--loopCount == 0) return ErrorTimeout; } if (loopCnt < cntOne) { // bit =1 … } else { // bit =0 … } 

इस तरह के कार्यान्वयन में, मुझे निम्नलिखित समस्याएं दिखाई देती हैं:

- माप कोड में पूरे माप समय (> 5ms) "हैंग" के लिए कार्यक्रम;
- पर्याप्त रूप से लंबी रुकावट की घटना सेंसर से डेटा की रीडिंग को बाधित करेगी;
- माइक्रोकंट्रोलर की कम घड़ी की आवृत्ति पर काम करने की संभावित समस्याएं;

इस तरह के समाधान के कार्यक्रम के एल्गोरिथ्म में लगभग निम्नलिखित रूप हैं (चित्र 2 देखें)


अंजीर। 2. प्रोग्रामिक रूप से प्राप्त करने और सेंसर संकेतों को डिकोड करने के लिए एक एल्गोरिथ्म।

नीचे न्यूनतम सॉफ्टवेयर ओवरहेड के साथ प्रोटोकॉल के हार्डवेयर रिसेप्शन / डिकोडिंग का एक प्रकार माना जाता है।

यह विचार बिटस्ट्रीम से घड़ी की दालों को अलग करने के लिए है, इसके बाद मूल संकेत और घड़ी के दालों को एसपीआई हार्डवेयर मॉड्यूल की दिशा में ले जाया जाता है। इस स्थिति में, माइक्रोकंट्रोलर का प्रोग्राम केवल SPI से क्रमिक रूप से 5 बाइट्स डेटा ले सकता है।

सीआईपी का हिस्सा घटनाओं को ट्रिगर करने की क्षमता (इनपुट स्थिति या अन्य बाह्य उपकरणों में परिवर्तन) के साथ एक टाइमर है। यानी इनपुट स्थिति को बदलने से एक टाइमर ट्रिगर हो सकता है, छवि 3 में TMR6 सिग्नल देखें। जब टाइमर सेट मूल्य तक पहुंचता है, तो इसकी गिनती बंद हो जाती है और टाइमर राज्य TMR6 = PR6 (PR - पीरियड रजिस्टर) में होता है। टाइमर की स्थिति एक विन्यास योग्य लॉजिक सेल (सीएलसी, भाग 1 देखें) के लिए एक इनपुट हो सकती है।

इस प्रकार, एक टाइमर और लॉजिक सेल का उपयोग करके, हम SPI मॉड्यूल के SCK के क्लॉक इनपुट पर लागू करने के लिए उपयुक्त सिग्नल उत्पन्न कर सकते हैं। जानकारी निकालने के लिए, ऐसे ब्लॉक की अवधि में शून्य और एक की अवधि के बीच का औसत मूल्य होना चाहिए। तब एसपीआई ब्लॉक के क्षय के अनुसार बिट को ठीक कर सकता है (चित्र 3 एससीके संकेत देखें)।

सेंसर से सिग्नल में अनुरोध और स्टार्ट दालों से उत्पन्न झूठी दालें होंगी। इन दालों के संचालन में हस्तक्षेप न करने के लिए, आपको SPI को केवल सूचना दालों की अवधि के लिए, या अनावश्यक दालों को काटने के लिए सक्षम करने की आवश्यकता है। हम CIP का उपयोग करके भी इस समस्या को हल कर सकते हैं।

एक और टाइमर मंदी पर स्विच करने के साथ पल्स काउंटर के रूप में कार्य करता है: पीरियड रजिस्टर में नंबर 2 लिखें, टाइमर पहले 2 दालों की गणना करता है (अंजीर 3 में संकेत TMR4 देखें) और गिनती बंद कर देता है (चित्र 3 में EN संकेत देखें), जिसके माध्यम से। तार्किक कोशिकाओं के ब्लॉक इनपुट SPI के लिए शेष दालों को जारी करने की अनुमति देता है।


चित्र 3। DHT22 सेंसर सिग्नल रिसेप्शन की व्याख्या करने वाले चित्र।

SCK सिग्नल जेनरेशन का लॉजिकल फंक्शन एक लॉजिकल सेल (CLC) पर लागू होता है, AND-OR कॉन्फ़िगरेशन में पूरा सर्किट अंजीर में दिखाया गया है।

लॉजिक सेल का आउटपुट SCK इनपुट से जुड़ा है, और DHT22 सेंसर सिग्नल एसपीओ मॉड्यूल के MOSI से जुड़ा है। सभी कनेक्शन माइक्रोकंट्रोलर (छवि 5) के अंदर किए गए हैं। निगरानी और डिबगिंग के लिए, सिग्नल माइक्रोकंट्रोलर के बंदरगाहों पर आउटपुट हो सकते हैं।


चित्र 4। PIC microcontroller में CLC तर्क सेल विन्यास।


अंजीर। 5. परिधि के विन्यास की पूरी संरचना।

यदि ऐसा लगता है कि सेंसर के प्रोटोकॉल को डिकोड करने के कार्य के लिए 2 टाइमर संसाधनों की बर्बादी है, तो सीएलसी के मुक्त तार्किक कोशिकाओं पर दो तक का एक काउंटर "एकत्र" किया जा सकता है।

कुल मिलाकर, डिकोडिंग कार्य एक बहुत ही सरल एल्गोरिथ्म के लिए नीचे आता है: यदि आवश्यक हो, तो माइक्रोकंट्रोलर और इसकी बाह्य उपकरणों को आरंभीकृत किया जाता है, एसपीआई मॉड्यूल चालू होता है और एक माप अनुरोध उत्पन्न होता है (लॉग। "0" ~ 1ms के लिए)।

यह एसपीआई से अवरोध उत्पन्न होने पर बफर से डेटा को पढ़ने के लिए रहता है।


चित्र 6। स्टंप का उपयोग करते समय DHT22 सेंसर के साथ काम करने के लिए एल्गोरिथ्म।


चित्र 7। माइक्रोकंट्रोलर के पोर्ट से सिग्नल। सिग्नल SSP1IF - एसपीआई मॉड्यूल द्वारा एक बाइट के रिसेप्शन पर रुकावट।

चित्र 7 संकेत आरेख दिखाता है, जहां:

DHT (dat) - सेंसर की सिग्नल लाइन पर सिग्नल - MOSI मॉड्यूल SPI के इनपुट को फ़ीड;
TMR6! = RP6 - समर्पित घड़ी - SPI मॉड्यूल के SCK को भेजें;
SSP1IF - इंटरप्ट सिग्नल (एसपीआई बफर में डेटा की तत्परता) - वास्तव में, यह सिग्नल माइक्रोकंट्रोलर कोर के लोड को दिखाता है - परिणाम डेटा को पढ़ रहा है।

अन्य PWM प्रोटोकॉल को डिकोड करना

घरेलू उपकरणों के लिए IR रिमोट कंट्रोल में "सिंगल-वायर" PWM प्रोटोकॉल का उपयोग किया जाता है। अक्सर आईआर ट्रांसमिशन के दौरान, पल्स की स्थिति द्वारा कोडिंग का उपयोग तब किया जाता है जब अवधि स्थिर होती है और ठहराव परिवर्तनशील होता है। इस विकल्प को "परिवर्तनीय ठहराव एन्कोडिंग" भी कहा जाता है। वास्तव में, यह वही PWM एन्कोडिंग है, लेकिन एक उल्टे संकेत के साथ। तार्किक कोशिकाओं की उपस्थिति में, उलटा एक समस्या नहीं है, इसके अलावा, आईआर रिसीवर प्राप्त संकेत को उल्टा करते हैं। अंजीर में। चित्र 8 दो अलग-अलग कंसोल से प्राप्त रिसीवर के बाद संकेतों को दर्शाता है।



चित्र 8। आईआर रिमोट कंट्रोल के लिए कोडिंग विकल्प।

दोनों रीमोट के अलग-अलग प्रोटोकॉल हैं, लेकिन इन प्रोटोकॉल को ऊपर वर्णित तरीके से आसानी से डिकोड किया जाता है, केवल एक चीज यह है कि एसपीआई के समावेश को सिंक्रनाइज़ करने के लिए भेजने की शुरुआत निर्धारित करना आवश्यक है, क्योंकि आईआर रिसीवर हस्तक्षेप को पकड़ सकता है।



अंजीर। 9. एसपीआई का उपयोग करके सिग्नल डीकोड किए गए।

सभी IR रिमोट कंट्रोल में PWM एन्कोडिंग नहीं है। कुछ प्रोटोकॉल, उदाहरण के लिए RC5, में चरण एन्कोडिंग (मैनचेस्टर कोड, "0" को 10 के रूप में प्रसारित किया जाता है, और "1" को 01 के रूप में) [4]। मैनचेस्टर कोड का डिकोडिंग एक कर्नेल स्वतंत्र की परिधि का उपयोग करके हमने पहले भाग में पहले ही माना है [1]।

परिणाम

Arduino संस्करण में PWM प्रोटोकॉल को डिकोड करने के कार्य के लिए माइक्रोकंट्रोलर के लगभग 100% CPU लोड के बजाय (हाँ, मुझे पता है, समस्या को कैप्चर मॉड्यूल या अन्य बाह्य उपकरणों का उपयोग करके अधिक कुशलता से हल किया जा सकता है), हमने हार्डवेयर को सूचना पैकेट के रिसेप्शन को स्थानांतरित कर दिया। इनपुट सिग्नल के सामने टाइमर शुरू होता है, टाइमर की स्थिति तार्किक कोशिकाओं के ब्लॉक के आउटपुट को निर्धारित करती है, तार्किक सेल का आउटपुट एसपीआई को खिलाया जाता है।

कोर से स्वतंत्र बाह्य उपकरणों का उपयोग संसाधनों के उपयोग को अनुकूलित करने, कुछ कार्यों को हार्डवेयर में स्थानांतरित करने, कोड को सरल बनाने और खपत को कम करने की अनुमति देता है।

साहित्य

1. PIC नियंत्रकों में कॉन्फ़िगर करने योग्य लॉजिक सेल।
2. स्टंप के 50 शेड्स। इनपुट / आउटपुट पोर्ट
3. स्टंप के 50 शेड्स। माइक्रोचिप माइक्रोकंट्रोलर कंप्यूटर के साथ ADC और ADC
4. sbprojects.com/knowledge/ir/rc5.php