Projekt

Wie bereits in der Einführung kurz beschrieben, ist LabView eine grafische Programmierumgebung zur Erstellung von Mess , Prüf , Steuer und Regelsystemen. Die primären Funktionen sind
• Aufzeichnung,
• Darstellung,
• Analyse und
• Auswertung von Daten.
Ein in LabView erstelltes Programm wird als "Virtuelles Instrument" bezeichnet und besteht aus 2 Hauptkomponenten, dem Frontpanel und dem Blockdiagramm.

Das Frontpanel enthält die Bedien- und Anzeigeelemente. Bei diesem Projekt sind dies
• der Signalgraph,
• das Rundinstrument,
• die Stopp-Schaltfläche und
• das Dropdown-Menü zur Auswahl des richtigen COM-Portes
Das Blockdiagramm enthält den grafischen Programmcode, auch G-Code genannt. Eine Erläuterung des G Codes für dieses Projekt finden Sie im pdf-Dokument am Ende.

Zielstellung

Ziel dieses Projektes soll es sein, das Drehen am Potentiometer des myAVR Boards in dem Programm LabView grafisch darzustellen. Dies geschieht auf einem Rundinstrument und einem Signalverlaufsgraphen.

Das Drehen am Potentiometer erzeugt analoge Signale. Es können jedoch nur digitale Signale an den PC gesendet werden. Daher müssen die analogen Daten in digitale umgewandelt werden. Dies macht der A/D Wandler des Mikrocontrollers. Er wandelt die Signale in den so genannten ADC-Code um.
Die Daten werden dann über die UART-Schnittstelle des Mikrocontrollers an den PC gesendet. Dazu wird in unserem Beispiel der mySmartUSB MK2 verwendet. Der mySmartUSB stellt einen virtuellen COM-Port im Computer zur Verfügung. Von diesem virtuellen COM-Port liest LabView die Daten ein, die das Mikrocontroller-Board sendet.

Nähere Informationen zu den Themen Analog-Digital-Wandler und UART finden Sie im
"myAVR Lehrbuch Mikrocontrollerprogrammierung".

Vorgehen

Schritt 1:
Schließen Sie das myAVR Board MK2 an den Computer an.

Schritt 2:
Öffnen Sie die Assemblerdatei potioszi.s in myAVR Workpad oder SiSy® AVR und kompilieren und brennen Sie diese oder

Öffnen Sie die C-Datei potioszi.cc in myAVR Workpad oder SiSy® AVR und kompilieren und brennen Sie diese
oder

Brennen Sie die HEX Datei potioszi.hex auf den Controller.



Hauptschleife in Assembler mainloop: ; Analog-Digital-Wandeln rcall getADC ; Senden an LabView rcall senden ; warten rcall waitMs ; hauptschleife rjmp mainloop

Die Hauptschleife in C while (true) { // A/D Wert in Variable wert = getValueADCandWait(); // Senden an LabView uartPutChar(wert); // Warten myWait_10ms(); // Mainloop-Ende }



Schritt 3:
Verbinden Sie ein Potentiometer des Boards mit dem Port C.0

Schritt 4:
Starten Sie LabView

Schritt 5:
Öffnen Sie die Datei OsziPoti.vi in LabView.

Schritt 6:
Stellen Sie in LabView den richtigen COM-Port ein.

Schritt 7:
Schalten Sie das mySmartUSB MK2 in den Datenmodus, dazu betätigen Sie beim mySmartUSB MK2 den DIP-Schalter 2

Quelltext

Analog-Digital-Wandeln

Datei potioszi.s:

;+---------------------------------------------------------------------- ;| Title : Digitales Oszi ;+---------------------------------------------------------------------- ;| Funktion : Wandelt Analogsignal per A/D-Wandler um und ;| : sendet Daten per UART an den PC ;| Schaltung : PORTC.0=Pot1 ;+---------------------------------------------------------------------- ;| Prozessor : ATmega8 ;| Takt : 3,6864 MHz ;| Sprache : Assembler ;| Datum : 26.10.2009 ;| Version : 1.0 ;| Autor : Andreas Duering ;+---------------------------------------------------------------------- .include "AVR.H" ;------------------------------------------------------------------------ ;Reset and Interrupt vector ;VNr. Beschreibung begin: rjmp main ;1 POWER ON RESET reti ;2 Int0-Interrupt reti ;3 Int1-Interrupt reti ;4 TC2 Compare Match reti ;5 TC2 Overflow reti ;6 TC1 Capture reti ;7 TC1 Compare Match A reti ;8 TC1 Compare Match B reti ;9 TC1 Overflow reti ;10 TC0 Overflow reti ;11 SPI, STC Serial Transfer Complete reti ;12 UART Rx Complete reti ;13 UART Data Register Empty reti ;14 UART Tx Complete reti ;15 ADC Conversion Complete reti ;16 EEPROM Ready reti ;17 Analog Comparator reti ;18 TWI (IC) Serial Interface reti ;19 Store Program Memory Ready ;------------------------------------------------------------------------ ;Start, Power ON, Reset main: ldi r16,lo8(RAMEND) out SPL,r16 ldi r16,hi8(RAMEND) out SPH,r16 ;-------------Einstellungen fuer den A/D-Wandler------------------------- ldi r16,0 out ADMUX,r16 ; Kanal 0 waehlen ldi r25,0b11000101 ; ADC - Einstellungen: VT 32 out ADCSRA,r25 ; ADC enable, Starte Umwandlung ;-------------Einstellung für UART - Uebertragung------------------------ sbi UCSRB,3 ; Senden einschalten ldi r16,23 ; Baudrate out UBRRL,r16 ;------------------------------------------------------------------------ mainloop: rcall getADC ; Analog-Digital-Wandeln rcall senden ; Senden an LabView rcall waitMs ; warten rjmp mainloop ; zurück zum Anfang ;------------------------------------------------------------------------ getADC: in r26,ADCL ; Low-Bit in r27,ADCH ; High-Bit asr r27 ; rotate right des high-Anteiles ; Überlauf in C-Flag ror r26 ; rotate right low (bit kommt aus C) asr r27 ; s.o ror r26 ; s.o mov r25,r26 ; Verschieben sbi ADCSRA,6 ; nächste Umwandlung ret ;------------------------------------------------------------------------ senden: rcall waitReady ; Warte bis bereit out UDR,r25 ; senden ret ;------------------------------------------------------------------------ waitReady: sbis UCSRA,5 ; Warte bis sendebereit rjmp waitReady ret ;------------------------------------------------------------------------ ; UP WaitMs, Warteroutine im Millisekundenbereich waitMs: push r16 ;r16 sichern push r17 ;r17 sichern push r18 ;r18 sichern ldi r16,10 ;Laufvariable ca 10 ms bei 3,6MHz loop1: ldi r17,0xFF ;Laufvariable loop1 loop2: ldi r18,13 ;Laufvariable loop3 loop3: dec r18 ;Z3 -1 hier Kalibrierung auf MCU Takt brne loop3 ;Solange nicht NULL dec r17 ;Zähler 2 -1 brne loop2 ;Solange nicht NULL dec r16 ;Zähler1 -1 brne loop1 ;Solange nicht NULL pop r18 ;r18 wiederherstellen pop r17 ;r17 wiederherstellen pop r16 ;r16 wiederherstellen ret ;Rücksprung ;------------------------------------------------------------------------

Das ist der C Quelltext für das Programm, das die Stellung des Potentiometers in einen ADC-Code wandelt und diesen per UART sendet.

Datei potioszi.cc:

//------------------------------------------------------------------------- // Titel : Digitales Oszi //------------------------------------------------------------------------- // Funktion : Wandelt Analogsignal per A/D-Wandler um und sendet Daten per // UART // Schaltung : PORTC.0=Pot1 //------------------------------------------------------------------------- // Prozessor : ATmega8 // Takt : 3686400 Hz // Sprache : C // Datum : 3.11.2009 // Version : 1.0 // Autor : Andreas Duering //------------------------------------------------------------------------- // #define F_CPU 3686400 #include <avr\io.h> #define BAUD 9600 //---------------------------------------------------------------------- // Titel : C-Funktion Zeichen zu UART senden. //---------------------------------------------------------------------- // Funktion : Sendet Daten per UART // IN : char data // OUT : - //---------------------------------------------------------------------- void uartPutChar(char data) { //warte bis UDR leer ist UCSRA / USR bei z.B.: 2313 while (!(UCSRA&32)); //sende UDR=data; } //-------------------------------------------------------------------- // getValueADCandWait - Digitalisiert einen Analogwert und wartet auf das Ergebnis //-------------------------------------------------------------------- unsigned char getValueADCandWait() { sbi(ADCSRA,6); // Start ADC while(ADCSRA & 0x40) // Warten bis fertig {} unsigned char wert=ADCH; // Einlesen des Analogwertes return wert; } //-------------------------------------------------------------------- // Warte-Routine für 10 ms // die Routine wartet inclusive Aufruf 10,06 ms //-------------------------------------------------------------------- void myWait_10ms() { __asm__ volatile ( "push r16\n" "ldi r16,1\n" "myWait_10ms_3=:\n" "push r16\n" "ldi r16,48\n" "myWait_10ms_2=:\n" "push r16\n" "ldi r16,255\n" "myWait_10ms_1=:\n" "dec r16 \n" "brne myWait_10ms_1=\n" "pop r16 ; Register wiederherstellen\n" "dec r16 \n" "brne myWait_10ms_2=\n" "pop r16 ; Register wiederherstellen\n" "dec r16 \n" "brne myWait_10ms_3=\n" "pop r16 ; Register wiederherstellen\n" : : ); } //------------------------------------------------------------------------ // Initialisierungen //------------------------------------------------------------------------ void init() { // UART initialisieren sbi(UCSRB,3); // TX aktiv sbi(UCSRB,4); // RX aktivieren UBRRL=(uint8_t)(F_CPU/(BAUD*16L))-1; // Baudrate festlegen UBRRH=(uint8_t)((F_CPU/(BAUD*16L))-1)>>8; // Baudrate festlegen ADMUX=0x20; // Port, Referenzspannung und Auflösung ADCSRA=0x85; // Modus, Interrupt und Start } ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Main-Funktion ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// main() { init(); // Initialisierungen unsigned char wert; while (true) // Mainloop-Begin { wert = getValueADCandWait(); uartPutChar(wert); myWait_10ms(); } // Mainloop-Ende } //---------------------------------------------------------------------------

Downloads zum Projekt LabView:

Das vollständige Projekt können Sie sich hier herunterladen:



Anleitung zum Projekt LabView

benötigte Programme für das Projekt

Einkaufsliste:

Folgendes wird für dieses Programmierbeispiel benötigt:


• 1 myAVR Board MK2, bestückt (shop.myavr.de)
• 1 myAVR Netzteil (shop.myavr.de)
• 1 USB-Kabel (shop.myavr.de)
• 1 Entwicklungsumgebung SiSy® AVR (shop.myavr.de) oder myAVR Workpad PLUS (shop.myavr.de)
• 1 Satz Patchkabel (Schaltdraht, shop.myavr.de)
• Programm LabView (www.ni.com oder heise.de)