|
1. Τοποθέτηση
σημαίας ή bit ενός καταχωρητή ή μεταβλητής
2. Καθάρισμα σημαίας ή bit
ενός καταχωρητή ή μεταβλητής
3. Σύγκριση μονοδιάστατων πινάκων (στο
παράδειγμα 5 στοιχείων)
4. Έξοδος από κατάσταση αναμονής σε περίπτωση
αστοχίας
5. Μετατροπή εύρους τιμών με διαίρεση
6. Μετατροπή τιμής μιας μεταβλητής σε χαρακτήρες ASCII
με τη συνάρτηση «itoa»
7. Μετατροπή τιμής μιας μεταβλητής μικρότερης του 10 σε
χαρακτήρα ASCII
8. Μετατροπή τιμής μιας μεταβλητής 16bit
σε χαρακτήρες ASCII
9. Καταμέτρηση εκτυπώσιμων χαρακτήρων σε μονοδιάστατο
πίνακα
1.
Τοποθέτηση σημαίας ή bit ενός καταχωρητή
ή μεταβλητής
err |= (1<<4);
Με την παραπάνω εντολή τοποθετείται (γίνεται 1) το bit 4 της μεταβλητής[1] err ενώ όλα τα υπόλοιπα bit μένουν ως έχουν. Είναι ισοδύναμη
με την εντολή: err =
err | 0b00010000; με τη διαφορά
ότι είναι συντομότερη κατά τον μεταγλωττισμό και συνεπώς εκτελείται
γρηγορότερα. Αν θέλουμε να μηδενίσουμε όλα τα υπόλοιπα bit μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε
την εντολή:
err = (1<<4);
2.
Καθάρισμα σημαίας ή bit ενός καταχωρητή ή μεταβλητής
err &= ~(1<<4);
Με την παραπάνω εντολή καθαρίζει (γίνεται 0) το bit 4 της μεταβλητής err
ενώ όλα τα υπόλοιπα bit μένουν ως έχουν.
Είναι ισοδύναμη με την εντολή: err = err & 0b11101111; με τη διαφορά ότι είναι συντομότερη κατά τον μεταγλωττισμό
και συνεπώς εκτελείται γρηγορότερα.
3.
Σύγκριση μονοδιάστατων πινάκων (στο παράδειγμα 5 στοιχείων)
#include <avr/io.h>
uint8_t l[5]=;
uint8_t m[5]=;
uint8_t err;
/* Your code here */
err &= ~(1<<0);
for (uint8_t i=0; i<5; i++)
{
if (l[i] != m[i])
{
err |= (1<<0);
break;
}
}
if (bit_is_set(err,0))
{
/* Your condition here */
}
/* Your code here */
Με τον παραπάνω κώδικα γίνεται σύγκριση μονοδιάστατων πινάκων (string). Αρχικά καθαρίζει το bit 0 της
μεταβλητής err και στη συνέχεια ξεκινάει η
σύγκριση των στοιχείων ένα προς ένα. Όταν βρεθεί η πρώτη διαφορά τοποθετείται
το bit 0 της μεταβλητής err
και σταματάει η σύγκριση (ιδιαίτερα χρήσιμο για μεγάλους πίνακες). Με μια μικρή
τροποποίηση μπορεί να γίνει αρίθμηση των διαφορετικών στοιχείων των πινάκων:
#include <avr/io.h>
uint8_t l[5]=;
uint8_t m[5]=;
uint8_t err;
/* Your code here */
err = 0;
for (uint8_t i=0; i<5; i++)
{
if (l[i] !=
m[i])
err++;
}
4. Έξοδος
από κατάσταση αναμονής σε περίπτωση αστοχίας
#include <avr/io.h>
uint8_t i;
/* Your code here */
i=0;
while (bit_is_set(PINA,0))
{
i++;
_delay_us(5);
if (i > 100)
{
/* Your condition here */
break;
}
}
Στον παραπάνω κώδικα το πρόγραμμα
εξέρχεται από τον βρόχο της while ακόμα και αν δεν ικανοποιηθεί η συνθήκη της. Μπορεί
να χρησιμοποιηθεί σε περιπτώσεις που δεν πραγματοποιείται απόκριση κάποιας
συσκευής από αστοχία (στο παράδειγμα η συσκευή είναι συνδεδεμένη στο PORTA0). Ο χρόνος λήξης της αναμονής (time out) υπολογίζεται από τον αριθμό σύγκρισης της i στη
συνθήκη της if και την καθυστέρηση στον βρόχο της while (πρέπει να είναι μεγαλύτερος από τον προβλεπόμενο χρόνο απόκρισης,
προτείνεται 10πλάσιος).
5.
Μετατροπή εύρους τιμών με
διαίρεση
#include <avr/io.h>
uint8_t output[2];
uint8_t AdcOut;
output[0] = 0; //
Reset register
output[1] = 0;
while (AdcOut > 50)
{
AdcOut -= 51;
output[0]++;
}
while (AdcOut > 4)
{
AdcOut -= 5;
output[1]++;
}
if (AdcOut > 2)
output[1]++;
if (output[1] > 9)
{
output[0]++;
output[1] = 0;
}
Με τον παραπάνω κώδικα μπορούμε να
μετατρέψουμε το εύρος τιμών μιας μεταβλητής και να αποθηκεύσουμε το αποτέλεσμα
σε έναν πίνακα. Η μετατροπή είναι χρήσιμη όταν χρησιμοποιούμε τον ADC του
μικροελεγκτή για μέτρηση τάσεων από διάφορες διατάξεις ή αισθητήρες με
αναλογική έξοδο. Στο παράδειγμα που παρουσιάζεται γίνεται μετατροπή του εύρους
μιας 8bit μη
προσημασμένης μεταβλητής AdcOut (0 – 255) σε τάση 0.0 – 5.0V όπου μονάδες και δέκατα αποθηκεύονται σε διαφορετικές
μεταβλητές output[0], output[1]. Για να γίνει η μετατροπή πρέπει να διαιρέσουμε την AdcOut με το 51. Η
διαίρεση αυτή δεν είναι πάντα τέλεια και απαιτεί αρκετή μνήμη. Εναλλακτικά
μπορούμε να κάνουμε τη διαίρεση με διαδοχικές αφαιρέσεις. Το υπόλοιπο της
διαίρεσης μπορούμε να το κάνουμε στρογγυλοποίηση ή να το κρατήσουμε ως τιμή.
Αρχικά μηδενίζονται τα στοιχεία του πίνακα
output[] που θα αποθηκευτεί το αποτέλεσμα και εκτελείται μια
ρουτίνα που, όσο η μεταβλητή AdcOut είναι μεγαλύτερη από το 50, αφαιρεί συνεχώς από αυτήν
το 51 και μετά από κάθε αφαίρεση αυξάνει την τιμή του output[0] κατά ένα. Έτσι υπολογίζονται οι μονάδες. Με την
επόμενη ρουτίνα υπολογίζονται τα δέκατα αφαιρώντας το 5 από το υπόλοιπο που
αφήνει η προηγούμενη. Κανονικά θα έπρεπε να αφαιρείται το 5.1 αλλά η χρήση
δεκαδικών αριθμών έχει μεγάλο κόστος σε μνήμη και χρόνο εκτέλεσης. Η εκδοχή που
παρουσιάζεται δεν επηρεάζει σημαντικά την ακρίβεια του αποτελέσματος όπως
φαίνεται στο διάγραμμα του σχήματος 1. Τα δέκατα αποθηκεύονται στη μεταβλητή output[1]. Στη συνέχεια γίνεται στρογγυλοποίηση του
αποτελέσματος στο πλησιέστερο δέκατο. Το υπόλοιπο της διαίρεσης αναμένεται να
είναι 0 – 4. Αν είναι μεγαλύτερο του 2 η στρογγυλοποίηση γίνεται προς τα πάνω
αυξάνοντας τα δέκατα κατά ένα και αν αυτά γίνουν δέκα μηδενίζονται αυξάνοντας
τις μονάδες κατά μία.
Σχήμα 1. Κανονική
διαίρεση και στρογγυλοποίηση στο πρώτο δεκαδικό (NORMAL) και
διαίρεση με στρογγυλοποίηση με τον κώδικα που παρουσιάζεται (AVR ADC).
6.
Μετατροπή τιμής μιας
μεταβλητής σε χαρακτήρες ASCII με τη συνάρτηση «itoa»
#include <avr/io.h>
#include <stdlib.h>
char tmpasc[6];
int16_t tmp;
/* Your code here */
itoa (tmp, tmpasc, 10);
Με τη συνάρτηση itoa μπορούμε να
μετατρέψουμε την τιμή μιας μεταβλητής από δυαδικό αριθμό σε χαρακτήρες ASCII.
Στο παράδειγμα ο δυαδικός αριθμός είναι το περιεχόμενο της μεταβλητής tmp η
οποία πρέπει να είναι προσημασμένη 16bit (τύπου int16_t).
Οι χαρακτήρες ASCII αποθηκεύονται
στον πίνακα tmpasc τα στοιχεία του οποίου είναι προσημασμένοι χαρακτήρες
(τύπου char). Η διάσταση του πίνακα πρέπει να είναι υποχρεωτικά 6
ώστε να αποθηκευτούν τα 5 ψηφία και το πρόσημο[2]. Οι αρνητικοί αριθμοί έχουν τη
μορφή του συμπληρώματος ως προς δύο. Το πρόσημο εμφανίζεται ως χαρακτήρας μόνο στους
αρνητικούς αριθμούς. Στον πίνακα, στο στοιχείο 0 αποθηκεύεται το πρόσημο, όταν
υπάρχει, ή το μεγαλύτερης αξίας ψηφίο. Στο στοιχείο 1 αποθηκεύεται το αμέσως
μικρότερης αξίας ψηφίο κοκ. Αν περισσέψουν στοιχεία σε αυτά αποθηκεύεται η τιμή
0x00 που αντιστοιχεί στον ASCII
NULL και είναι μη
εκτυπώσιμος χαρακτήρας. Η itoa έχει
διάφορες παραμέτρους στη σύνταξή της οι οποίες πρέπει να προσδιοριστούν. Στην
πρώτη παράμετρο αναφέρεται το όνομα της μεταβλητής που περιέχει τον δυαδικό
αριθμό (στο παράδειγμα η tmp). Η δεύτερη παράμετρος χωρίζεται με κόμμα (,) από τη
πρώτη και αναφέρεται σε αυτήν το όνομα της μεταβλητής που θα αποθηκευτούν οι
χαρακτήρες ASCII και
στην τρίτη παράμετρο το σύστημα αρίθμησης που θα γίνει η μετατροπή. Για να
χρησιμοποιηθεί η itoa πρέπει
να συμπεριληφθεί η βιβλιοθήκη stdlib.h.
7.
Μετατροπή τιμής μιας
μεταβλητής μικρότερης του 10 σε χαρακτήρα ASCII
tmp |= (3<<4);
Όταν η τιμή μιας μεταβλητής είναι μικρότερη του 10 (0 – 9) δε χρειάζεται
να γίνει χρήση της itoa
γιατί ο χαρακτήρας ASCII είναι
μόνο ένας αφού ο αριθμός είναι μονοψήφιος. Με την παραπάνω εντολή τοποθετούνται
(γίνοται 1) τα bit 4 και 5 της μεταβλητής tmp ενώ όλα τα υπόλοιπα bit μένουν ως έχουν. Είναι ισοδύναμη με την εντολή: tmp = tmp | 0b00110000;
Αν υποθέσουμε ότι το περιεχόμενο της tmp
αρχικά ήταν 0b00000101 (0x05), μετά την εφαρμογή της εντολής θα γίνει 0b00110101 (0x35), που
αντιστοιχεί στον χαρακτήρα «5» σε κωδικοποίηση ASCII.
8.
Μετατροπή τιμής μιας
μεταβλητής 16bit σε χαρακτήρες ASCII
#include <avr/io.h>
int16_t Int16bit;
uint8_t OutASCII[6];
if (Int16bit<0) // If negative
{
OutASCII[0]='-';
//
Write negative sign
Int16bit=(~Int16bit)+1; // Convert two's complement
}
else if (Int16bit>=0) // If
positive
OutASCII[0]='
'; //
Write "space"
OutASCII[1]=0;
// Reset 10000's digit
while (Int16bit>9999) // Calculate new 10000's
digit
{
Int16bit -= 10000; // Subtract
10000
OutASCII[1]++;
//
Increase 10000's digit
}
OutASCII[1] |= (3<<4); // Convert
single digit binary to ASCII
OutASCII[2]=0;
// Reset 1000 digit
while (Int16bit>999) // Calculate new 1000 digit
{
Int16bit -= 1000; //
Subtract 1000
OutASCII[2]++;
//
Increase 1000's digit
}
OutASCII[2] |= (3<<4); // Convert
single digit binary to ASCII
OutASCII[3]=0;
// Reset 100 digit
while (Int16bit>99) // Calculate new 100 digit
{
Int16bit -= 100; //
Subtract 100
OutASCII[3]++;
// Increase
100's digit
}
OutASCII[3] |= (3<<4); // Convert
single digit binary to ASCII
OutASCII[4]=0;
// Reset 10 digit
while (Int16bit>9) // Calculate new 10
digit
{
Int16bit -= 10; //
Subtract 10
OutASCII[4]++;
//
Increase 10's digit
}
OutASCII[4] |= (3<<4); // Convert
single digit binary to ASCII
OutASCII[5] = ((3<<4) | Int16bit); // Convert rest (monads)
single digit binary number to ASCII
Με τον κώδικα που παρουσιάζεται μπορούμε
να μετατρέψουμε την τιμή μιας προσημασμένης μεταβλητής 16bit από δυαδικό
αριθμό σε χαρακτήρες ASCII. Στο παράδειγμα ο δυαδικός αριθμός είναι το
περιεχόμενο της μεταβλητής Int16bit η οποία πρέπει να είναι τύπου int16_t.
Οι χαρακτήρες ASCII αποθηκεύονται
στον πίνακα OutASCII τα στοιχεία του οποίου είναι μη προσημασμένοι
χαρακτήρες (τύπου uint8_t). Η διάσταση του πίνακα
πρέπει να είναι υποχρεωτικά 6 ώστε να αποθηκευτούν τα 5 ψηφία και το πρόσημο[3].
Στην αρχή εξετάζεται αν ο αριθμός είναι
αρνητικός ή θετικός. Σε περίπτωση αρνητικού, αποθηκεύεται το πρόσημο στο
στοιχείο 0 του πίνακα και μετατρέπεται ο αριθμός από μορφής συμπληρώματος ως
προς 2 σε κανονικό δυαδικό αριθμό. Σε περίπτωση θετικού η μηδέν αποθηκεύεται ο
χαρακτήρας του κενού στην ίδια θέση. Στη συνέχεια γίνεται έλεγχος για δεκάδες
χιλιάδες. Αρχικά μηδενίζεται το στοιχείο 1 του πίνακα και εκτελείται μια
ρουτίνα που, όσο η μεταβλητή Int16bit είναι μεγαλύτερη από το 9999, αφαιρεί συνεχώς από
αυτήν το 10000 και μετά από κάθε αφαίρεση αυξάνει την τιμή του στοιχείου κατά
ένα. Αν η Int16bit είναι μικρότερη από 10000 στο στοιχείο παραμένει η
τιμή 0. Με την επόμενη εντολή μετατρέπεται η δυαδική τιμή του συγκεκριμένου
στοιχείου[4] σε χαρακτήρα ASCII.
Ακολουθεί η ίδια λογική για τον έλεγχο χιλιάδων, εκατοντάδων, δεκάδων ενώ το
υπόλοιπο των μονάδων μετατρέπεται απευθείας σε ASCII
και αποθηκεύεται στο αντίστοιχο στοιχείο.
Με τον παραπάνω κώδικα αδυνατεί να
αποδοθεί η ελάχιστη αρνητική τιμή -32768. Η μετατροπή του συμπληρώματος ως προς
δύο για αυτόν τον αριθμό οδηγεί πάλι στον ίδιο αριθμό:
(-32768) 0b1000 0000 0000 0000
εφαρμόζοντας NOT γίνεται: 0b0111
1111 1111 1111
και προσθέτοντας 1 γίνεται: 0b1000 0000 0000 0000
ο οποίος είναι μικρότερος του μηδέν και έτσι το
αποτέλεσμα από τη μετατροπή σε ASCII προκύπτει: -0000
Το πρόβλημα μπορεί να ξεπεραστεί με τον
κώδικα που παρουσιάζεται στη συνέχεια. Σε αυτή την εκδοχή αντιμετωπίζονται
ξεχωριστά οι αρνητικοί και οι θετικοί αριθμοί, με την μετατροπή του
συμπληρώματος ως προς δύο να γίνεται μόνο για το αρνητικό υπόλοιπο. Το σημείο
που υστερεί είναι ότι είναι μεγαλύτερος σε έκταση, χωρίς όμως να σημαίνει ότι
θα χρειαστεί περισσότερο χρόνο να εκτελεστεί.
if (AdcOut10n<0)
{
output10[0]='-';
output10[1]=0;
while (AdcOut10n<-9999)
{
AdcOut10n += 10000;
output10[1]++;
}
output10[1] |= (3<<4);
output10[2]=0;
while (AdcOut10n<-999)
{
AdcOut10n += 1000;
output10[2]++;
}
output10[2] |= (3<<4);
output10[3]=0;
while (AdcOut10n<-99)
{
AdcOut10n += 100;
output10[3]++;
}
output10[3] |= (3<<4);
output10[4]=0;
while (AdcOut10n<-9)
{
AdcOut10n += 10;
output10[4]++;
}
output10[4] |= (3<<4);
output10[5] = ((3<<4) | ((~AdcOut10n)+1));
}
else if (AdcOut10n>=0)
{
output10[0]=' ';
output10[1]=0;
while (AdcOut10n>9999)
{
AdcOut10n -= 10000;
output10[1]++;
}
output10[1] |= (3<<4);
output10[2]=0;
while (AdcOut10n>999)
{
AdcOut10n -= 1000;
output10[2]++;
}
output10[2] |= (3<<4);
output10[3]=0;
while (AdcOut10n>99)
{
AdcOut10n -= 100;
output10[3]++;
}
output10[3] |= (3<<4);
output10[4]=0;
while (AdcOut10n>9)
{
AdcOut10n -= 10;
output10[4]++;
}
output10[4] |= (3<<4);
output10[5] = ((3<<4) | AdcOut10n);
}
9.
Καταμέτρηση εκτυπώσιμων
χαρακτήρων σε μονοδιάστατο πίνακα
#include <avr/io.h>
#include <string.h>
char tmpasc[6];
/* Your code here */
for (uint8_t idht = 0; idht < (unsigned)strlen(tmpasc); idht++)
/* Your condition here */
Η καταμέτρηση των εκτυπώσιμων χαρακτήρων
ενός μονοδιάστατου πίνακα μπορεί να γίνει με τη συνάρτηση strlen η οποία
επιστρέφει κατά την κλήση της το πλήθος αυτών. Στη σύνταξή της αναφέρεται το
όνομα του πίνακα στην παρένθεση που τη συνοδεύει δεξιά. Στο παράδειγμα καλείται
μέσα σε εντολή for και
επιστρέφει έναν αριθμό με τον οποίο γίνεται σύγκριση με την idht για τη λειτουργία της εντολής. Για να χρησιμοποιηθεί η strlen πρέπει
να συμπεριληφθεί η βιβλιοθήκη string.h.
©2017
Πορλιδάς Δημήτριος
|
Linkedin