用Rowley CrossWorks和MAXQ3120評(píng)估板創(chuàng)建照度計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)

maxq3120評(píng)估板包含了演示maxq3120主要功能所需要的元件，用戶使用該評(píng)估板，可以在硬件設(shè)計(jì)的同時(shí)，立即進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。該評(píng)估板具有以下特征：

帶8mhz晶振的80引腳mqfp封裝maxq3120微控制器
串口-jtag接口板，可以采用pc主機(jī)編程和調(diào)試
3.3v線性調(diào)節(jié)器，直接通過(guò)jtag接口為maxq3120供電
maxq3120直接驅(qū)動(dòng)的靜態(tài)3.5位lcd顯示器
復(fù)位和外部中斷按鈕
對(duì)應(yīng)maxq3120串口1的rs-232接口和連接器
包含模擬vdd和4個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)輸入引腳連接點(diǎn)的原型設(shè)計(jì)區(qū)
本系統(tǒng)配合使用串口-jtag接口電路板(圖1)，可以完全實(shí)現(xiàn)maxq3120的在系統(tǒng)引導(dǎo)裝入和調(diào)試功能。

光導(dǎo)式傳感器(圖4)的電阻隨光強(qiáng)度變化而變化。隨著光強(qiáng)度增加，傳感器電阻降低，可使傳感器流過(guò)的電流增大。本例的光傳感器采用了photonic detectors, inc.的pdv-p8001，最大電阻(完全黑暗情況下)約200k，最小電阻約3k。

// initialize the adc

adcn = 0x0030; // flush samples
adcn = 0x0300; // power down
adcn = 0x0200; // power up

imr = 0x08; // enable interrupts from module 3
ic = 0x01; // enable interrupts globally

在crossworks中，任何函數(shù)都能通過(guò)在函數(shù)定義中增加_interrupt關(guān)鍵字，而被指定為中斷服務(wù)函數(shù)。因?yàn)閙axq3120的所有中斷均指向iv寄存器內(nèi)包含的地址，所以我們只需要定義一個(gè)中斷服務(wù)函數(shù)。本應(yīng)用程序僅使用了一個(gè)中斷，如果我們想增加其他中斷，可以在中斷服務(wù)函數(shù)內(nèi)檢查其他寄存器，以確定哪個(gè)中斷觸發(fā)了中斷服務(wù)函數(shù)。

void adc_interrupt(void) __interrupt
{
current_sample = (int)adc0;
sample_count++;
}

void main(void)
{
setiv(adc_interrupt);
...

中斷服務(wù)函數(shù)adc_interrupt求取adc通道0最后16個(gè)采樣結(jié)果的移動(dòng)平均值。這可濾除輸入的高頻噪聲，并獲得大約2.4khz的輸出采樣率。由于顯示和傳輸采樣的頻率相當(dāng)?shù)停员緫?yīng)用系統(tǒng)的性能不會(huì)受到影響。

顯示采樣電壓

為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們直接顯示從adc通道0讀出的原始電壓，來(lái)表示所測(cè)量的光照強(qiáng)度。該電壓在0到1v之間，能以0.001v的精度在所包含的lcd顯示器上顯示。
maxq3120評(píng)估板上的lcd采用3.5位靜態(tài)lcd，帶有正/負(fù)和小數(shù)點(diǎn)指示，布局如圖6所示。與lcd接口的第一步是初始化maxq3120 lcd控制器。

void lcd_init(void)
{
lcra = 0x02e0; // 0000 0010 1110 0000, static, 32khz, radj=0
lcfg = 0xf3; // use all pins, enable display
lcd0 = 0xff; // initialize all segments to on
lcd1 = 0xff;
lcd2 = 0xff;
lcd3 = 0x0f;
}

unsigned char lcd0_mask[] =
{
0xff, // digit 0 (rightmost)
0x7f, // digit 1 (center)
0x80 // digit 2 (leftmost)
};

....

unsigned char lcd0_table[] =
{
// digit 0
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
// digit 1
0x00, 0x00, 0x80, 0x80, 0x80, 0x80, 0x80, 0x00, 0x80, 0x80,
// digit 2
0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x67
};

....

void lcd_display(int value, int digit)
{
int index;

if ((digit == 0) || (digit == 1) || (digit == 2)) {
index = digit * 10 + value;
lcd0 &= lcd0_mask[digit];
lcd1 &= lcd1_mask[digit];
lcd2 &= lcd2_mask[digit];
lcd0 |= lcd0_table[index];
lcd1 |= lcd1_table[index];
lcd2 |= lcd2_table[index];
}
}

這些子程序準(zhǔn)備就緒后，所有剩下的問(wèn)題就是將采樣平均值轉(zhuǎn)換成十進(jìn)位形式，并在lcd上顯示。因?yàn)椴蓸铀俾时萳cd顯示采樣結(jié)果或人眼睛能看到的結(jié)果快得多，本應(yīng)用程序在各次lcd刷新之間加入一個(gè)延時(shí)循環(huán)。在中斷程序中獲得各采樣結(jié)果并連續(xù)求得平均值，但這些平均采樣值只是周期性地在lcd上顯示。

while (1)
{
ic = 0; // clear interrupts to make sure we copy correctly
ltemp = current_sample; // from our global variable to our local copy
local_count = interrupts;
ic = 1; // enable interrupts ends the critical section
ltemp = ltemp * 100;
// divide by 32k
ltemp = ltemp >> 15;
local_sample = (int) ltemp;

sign = 0;
if (local_sample < 0) {
sign = 1;
local_sample = local_sample * -1;
}

lcd_display(local_sample % 10, 0);
local_sample = local_sample / 10;
lcd_display(local_sample % 10, 1);
local_sample = local_sample / 10;
lcd_display(local_sample % 10, 2);
local_sample = local_sample / 10;
if (local_sample != 0) {
// set leading 1
lcd_set1000s();
}

if (sign == 1) {
lcd_setnegative();
} else {
lcd_setpositive();
}

for (counter = 0; counter < 1000; counter++) {
// just a simple delay loop
}
}

每當(dāng)電平上升到0.5v以上(local_sample > 50)時(shí)，我們就點(diǎn)亮一只led (由端口引腳p0.6驅(qū)動(dòng))，作為額外指示。環(huán)境光線強(qiáng)度一旦低于某一特定水平(如關(guān)掉房間電燈時(shí))，led的發(fā)光指示可產(chǎn)生一種“夜光”效果。

if (local_sample > 50) {
po0 = 0x8f;
} else {
po0 = 0xff;
}

向pc返回結(jié)果

在可視化顯示的同時(shí)，我們可擴(kuò)展本應(yīng)用程序的功能，將采樣值送到pc主機(jī)，用于后續(xù)處理和分析。最簡(jiǎn)單的方法是向串口1寫ascii碼數(shù)據(jù)，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換并送入db9 rs-232連接器。然后, 只需簡(jiǎn)單地將串口與pc連接，使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)終端仿真程序獲取數(shù)據(jù)。

crossworks提供標(biāo)準(zhǔn)的c printf()函數(shù)，作為其基本庫(kù)的一部分，這樣，將數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成ascii碼十進(jìn)制形式的大部分工作已經(jīng)完成。所有剩下的工作是初始化和控制傳送數(shù)據(jù)的串口。通過(guò)定義_putchar函數(shù)在串口輸出一個(gè)字符，實(shí)現(xiàn)與printf()的接口。這樣，printf()將在必要時(shí)自動(dòng)調(diào)用此函數(shù)。

int initserial(void)
{
scon1 = (1<<6)|(1<<4); // set to mode 1 (10-bit asynchronous) & enable
smd1 = 2; // baud rate = 16 x baud clock
pr1 = 0x095d; // p = 2^21 * 9600 / 8mhz crystal
}

int __putchar(int x)
{
sbuf1 = x;
while (!(scon1 & 2));
scon1 &= ~2;
}

為確定輸出采樣之間的時(shí)間間隔，本應(yīng)用程序在通過(guò)串口發(fā)送每個(gè)采樣時(shí)，同時(shí)發(fā)送原始的adc中斷次數(shù)。在9600波特率下，通過(guò)串口輸出10個(gè)字符約需100ms。

只有在用戶請(qǐng)求時(shí)數(shù)據(jù)才寫入串口，通過(guò)按下maxq3120評(píng)估板上pb1-pb4中的任何一個(gè)按鈕實(shí)現(xiàn)該操作。

if ((pi0 & 0x27) != 0x27) {
printf("%dt%d
", local_count, local_sample);
}

為說(shuō)明接收數(shù)據(jù)的時(shí)序，圖7給出了典型辦公室環(huán)境下打開(kāi)/關(guān)閉電燈時(shí)的照度，以及照相機(jī)消除紅眼閃光燈的照度曲線。為檢測(cè)這類照相機(jī)所使用的雙閃光脈沖的特性，這種采樣速率和光傳感器響應(yīng)度已足夠高。注意，采樣值的減小(表示照度增加)幾乎與照度變化同時(shí)發(fā)生，采樣值的升高(表示照度降低)顯示了光傳感器在光強(qiáng)度下降時(shí)的調(diào)節(jié)特性曲線。