IT技術演習（PICNIC） : 課題２　ドア開放時間計測・警報アラーム機能の実現

PICNIC

课题2 门开放时间的检测•报警功能的实现

■ 課題２　

1. 课题2的目标

2. 关于用来检查socket超时的计时器timer

3. 把timer内的各位作为时间后分频器使用

4. 实验1：计时器timer的利用

5. 实验2：新建计数器 counter1的利用

6. 实验3：在「门打开状况」超时之后，警报动作

2006年4月5日 16:53 更新

●课题2的目标

作为课题2，完成「门开放时间检测•报警功能的实现」课题的提出。→从这儿提出

基本的实际操作方针如下所示：

・把计数器counter作为TMR1中断的后分频器来利用
・以TMR1中断（大约13.1msec）的间隔检查门的开闭状况
・设定超时时间
・在「门打开状况」超时之后，警报动作

●关于用来检查socket超时的计时器timer

（１）概要

中断例行程序内的int_tmr2以TMR1中断（13.1msec）间隔被呼出，紧接着，把用于socket超时检查的计数器timer（寄存器BANK#1）+1。

＜中断例行程序int_tmr2标签附近的实际配置＞

int_tmr2	; socket超时确认
		bsf	STATUS,RP0	; BANK#1
		MOVLW	1
		ADDWF	timer,1		; timer++1
		btfsc	STATUS,C           ;循环溢出确认
		GOTO	dec_tm		; socket用时钟管理
					; --> 返回到dec_tm9。
dec_tm9					; 在呼出dec_tm后的返回标签
		CLRF	STATUS		;

由于计数器是8bit，在累计256次以后就会溢出，呼出dec_tm。花费在这上面的时间为：
13.107msec x 256次计数 = 3355.392msec（=大约3.36秒）。

（２）增加部分的改良

由于timer只是+1，其后已经不使用Wreg，所以比起「MOVLW + ADDWF + Carry标签确认」，「INCF + Zero标签确认」也许能够节约1段字节。

对于ADD(SUB)系列演算命令与INC(DEC)系列演算命令由于演算后的STATUS标签的变化是不同的（ADD系列为 C,DC,Z, INC系列仅有Z变化），要适当区分使用。

有关详细内容参照下面的数据清单的命令详解。

ADDWF命令：
PIC16F87x MIDRANGE Reference Manual page531
microchip/33023a.pdf#page=531

INCF命令：
PIC16F87x MIDRANGE Reference Manual page546
microchip/33023a.pdf#page=546

这样，执行INCF+Zero标签确认的版本只要按照下面这样操作就行了。

＜改良方案＞

int_tmr2	; socket超时确认
		bsf	STATUS,RP0	; BANK#1
		INCF	timer,1		; timer++1
		btfsc	STATUS,Z	; 循环溢出确认
		GOTO	dec_tm		; socket用时钟管理
					; --> 返回至dec_tm9
dec_tm9					; 呼出dec_tm后的返回标签
		CLRF	STATUS		; 
                ;

●把timer内的各位作为时间后分频器使用

计数器timer的各位（bit0～7）可以看作以TMR1中断间割（大约13.1msec）进行1:2～1:256分频的后分频器。

表1：timer各位的周期

----------------------------------------
bit      | 分频比         | 周期（msec）
----------------------------------------
bit0     | 1:2          |   26.2
bit1     | 1:4          |   52.4
bit2     | 1:8          |  104.8
bit3     | 1:16         |  209.7
bit4     | 1:32         |  419.4
bit5     | 1:64         |  838.8
bit6     | 1:128        | 1677.6
bit7     | 1:256        | 3355.3
----------------------------------------

最上位（bit7）周期大约3.36秒。稍微有点过长。Bit5的周期大约是0.84秒，在这时测量门打开时间正合适。

●实验1：计时器timer的利用

作为先前在课题1作成的test4模块的替代，被呼出后，利用计时器timer的bit5的分频比（1:64），进行大约每隔0.84秒，RB4(LED#4)亮灯⇔灭灯的输出。可以作为后分频器的动作确认。

作为PIC单片机的条件分支命令，用AND命令来实行位掩码，在那个领域全部是0的时候，来确认Z图框是否被确定是最简单的方法。

因此，在用timer:bit5的分频比（1:64）进行分支处理的场合，在进行bit5～0是否全是0的确认之后，变更RB4的输出值（H⇔L）就行了。

＜特定位值的交换方法H⇔L＞

执行XOR演算命令。使位掩码对应如下的话，可以利用一次XOR命令来进行H⇔L值的变更，非常便利。
・希望把值变更的位 1
・希望把值保留的位 0

例：把W寄存器的bit4进行值交换

　　　XORLW B'00010000'

＜test5模块的实际配置例＞


test5
        ; 从中断例行程序的登录要点

         ; Wreg <- timer
        ; bit掩码 [0011.1111]
        ; bit5—0是否全为0？
        　→ test5_09

        ; 变更RB4的输出状态
         ; 读出PORTB→regW
        ; 交换bit4的值至H⇔L
        ; regW→至PORTB的输出

test5_09
        ; 返回至中断例行程序

#没有必要再从中断例行程序执行goto test5

试着执行后，能够确认LED#4大约闪烁了1.6秒。
（为什么？→提示：数36次“闪烁”大约要用1分钟）

LED的闪烁完全就象心脏的跳动。

●実験２：新建计数器counter1的利用

作为借用计时器timer的替代，利用新建的计数器counter(BANK#3)，执行与test5模块同样的动作试试看。当然，counter1的添加必须在先前完成。

（变更处）

bsf STATUS,RP1
bsf STATUS,RP0 ; 寄存器BANK#3

incf counter1,0 ; Wreg <- counter1 + 1
movwf counter1 ; counter1 <- Wreg

bcf STATUS,RP1
bcf STATUS,RP0 ; 寄存器BANK#0

●実験３：在「门打开状况」超时之后，警报动作

利用新建的计数器counter2，进行测量「门打开状态」时间，超时时间设定以及通知处理，制作test6模块。

Counter2是在实验1•2中作成的“心跳”的周期timer（或者是counter1）被累计的。（大约每0.84秒+1）

对于根据门的状态的条件分支处理，参考在课题0•实验4中作成的test2模块。

＜规格＞

・「门打开状态」在持续一定时间的场合，警报动作
・超时时间大约10秒
・关上门后警报停止

＜处理概要＞

・门关闭时： RB7（警报） off
　　　　　　　设定counter2为0

・门打开时： timer分频处理
　　　　　　　 counter2有没有超过了一定的计数？
　　　　　　　 →超过的场合：RB7（警报） on
　　　　　　　 →没有超过的场合：把counter2+1

＜超时时间的计算例＞

在打开门时，计数器counter2以TMR1中断间隔的1:64分频的大约0.84秒累计。

例如，思考在要求「打开门后，希望大约在10秒左右警报动作」的场合。

在这种场合，到超时的累计数为10 / 0.84 = 11.90…，counter2从0开始计数，结果，超时的「上限值」=12。

提示之一：
由于counter是8bit计数器，可以在0-255范围内计数，超时时间的最大值是，0.84秒x 255次计数 = 214.2秒（大约3分半钟）。还想再设定超过这个的超时时间的场合，可以通过从上位（例如：从bit7）来获取timer（或者是counter1）的分频比。

提示之二：
想提高超时时间精度的场合，可以从下位获取分频比，作为累计数，能够获取较大的数值就行了。

提示之三：
在程序找错时，如果能够显示counter2的值的话，是非常方便的。为此，参考在先前的课题1中实际配置的「在门开闭次数计数器counter web控制画面的显示（ put_count模块）」

●执行例

关门的状态 → 打开门 →（经过10秒钟）→ 超时，警报动作
→ 关上门的话，警报停止 → （返回至最初）

●课题2的提交

【课题２】（实验３）
制作进行测量「门打开状态」的时间，超时时间的设定以及通知处理的test6模块。超时的时间设定为10秒。利用门传感器，web控制画面，计数器值的变化来确认是否按照规格正常动作。

（1）完成实现「打开门状态」超时后，警报动作的test6模块的制作。

（2）利用门传感器状态，web控制画面上的RB5状态变化功能，确认是否按照规格正常动作

（3）变更汇编源代码文件的版本编号为ver1.2.0.7

另外，把web控制换面的封面部分，适当地变更为自己的学籍编号等。

（4）把完成的汇编源程序文件以v1207e2.asm命名保存（全部使用半角英文字母数字•字母用小写，半角日文片假名•绝对不可以使用全角文字命名文件名）

（5）从以下的报告提出系统，上传v1207e2.asm ，在接收到报告后进行评分。

＜提出方法＞
利用报告提出系统（具有文件上传功能），提出编写的程序中的汇编•源程序文件（后缀为*.asm的文件。不是*.hex）　

提出的文件，在经过动作确认后，假如有动作不良的场合需要再次提出，动作ok的场合，评判为完了。

报告课题0（课题编号：picnic-exp02）的提出从这儿进入

（6）显示「等待评判」，请稍微等待。评判结果长时间不出来的场合，请发送邮件至这儿。

（7）被评判为再次提出的场合，修改指出的不完善的地方，更改v1207e2a.asm等文件名，再次提出。

（8）不是（7）的场合（评判为完了），报告课题2被受理，完了。

●考察要点

在下面举出针对这次的规格与实际操作的考察点。无须作为报告来回答，但是程序完成•报告提出之前，必须自己归纳思考。

[1]假定超时时间设定范围在数秒～数小时的场合，由于这次实际配置的8bit计数器的原因，在后分频器会产生故障。应该如何改善以满足这样的要求？

[2]内部时钟本身由于是使用了由水晶振动器产生的外部时钟的分频，精度非常高（与石英表相同）。不是作为开门报警，作为24小时制时钟实际使用，以一定的时间间隔使继电器进行开，闭动作也是很容易的。但是，把时钟（20MHz）以1:2^n分频的场合，原样不变的话，无法成为1秒单位，1分单位，1小时单位的计数器。为了分别以counter1,2,3来计算，使用，应该如何进行分频处理？

[3]次数计数器counter2在复位后，在某处应该被设定为初始值=0。这个具体地可以在何处实际操作？