PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

#byte PORT_B =6 /* Вывод RA5 — 5-й бит порта А

#bit RA5 =5.5 /* Порт В — регистр 06

#int_rtcc

void ecg_isr(void)

{

       unsigned int analog;

       static unsigned long int threshold = 0;

       static unsigned int maximum;

       analog = read_adc();

       if (analog > threshold»8)

      {

           maximum = analog; /* Новое максимальное значение */

            PORT_B = analog; /* Выдаем наружу */

            threshold = maximum << 8; /* Новый 2-байтный порог */

            RA5 =1; /* Сообщаем об этом */

       }

       else

            if(threshold >= 0x0004) /* ЕСЛИ порог не менее h’0004’, */

            {

                threshold = threshold — 0x0004; /* ТО уменьшаем на 1/64 */

                RA5 =0; /* Сообщаем об отсутствии обновления */

            }

}

Переменная threshold имеет тип long int, поэтому компилятор CCS будет интерпретировать ее как 16-битное число. Обнуление переменной threshold выполняется единожды при запуске программы, поскольку переменная объявлена как static. И опять же, такое поведение отличается от поведения автоматических переменных, создаваемых по умолчанию.

При занесении в переменную threshold нового максимального значения последнее умножается на 256 путем сдвига на восемь разрядов влево. Хороший компилятор автоматически преобразует выражение N*256 к виду N << 8 или же, что еще лучше, просто возьмет в качестве результата операции старший байт пары.

Пример 14.3

Микроконтроллер используется для вычисления энергии разряда двухфазного дефибриллятора, приведенного на Рис. 14.5. Когда микроконтроллер обнаруживает начало разряда, он должен сделать 256 выборок с частотой 20 000 выборок в секунду. При этом энергия определяется как сумма квадратов отклонений сигнала от базового уровня — предполагается, что сопротивление цепи «грудная клетка пациента — электроды» остается постоянным на протяжении всего разряда.

Для получения опорного напряжения используется внешний ИОН с выходным напряжением 4.096 В, что при 8-битном преобразовании даст нам разрешение, равное 16 мВ. После начала разряда на выводе RA4 необходимо сформировать импульс для запуска развертки запоминающего осциллографа, позволяющего сохранить осциллограмму сигнала для архивных целей. А после окончания разряда старший байт значения энергии должен быть выведен в порт В для отображения на дисплее.

Покажите, как можно с помощью микроконтроллера PIC16F87XA с 20-МГц резонатором реализовать указанную измерительную систему. Можете считать, что на ИОН можно подавать смещение наподобие стабилитрона. На практике для достижения более точных результатов может использоваться дополнительный переменный резистор, с помощью которого осуществляется подстройка выходного напряжения ИОН в небольших пределах.

Решение

Подходящая схема показана на Рис. 14.20. Собственно сигнал, изменяющийся в диапазоне +1.8…+3.6 В (см. Рис. 14.5), подается на вход 0-го аналогового канала RA0/AIN0. Резистор сопротивлением 10 кОм защищает аналоговый вход от перегрузки, одновременно выполняя, совместно с конденсатором 3300 пФ, роль фильтра, устраняющего эффект наложения спектров, с частотой среза около 450 кГц. Поскольку реальные дефибрилляторы работают с очень большими напряжениями (порядка 25 кВ), для защиты микроконтроллера от высоковольтных выбросов используется два диода 1N4004, дополняющие внутренние защитные диоды (см. Рис. 14.12).

Рис. 14.20.Измерение энергии разряда дефибриллятора

Внешний ИОН напряжением 4.096 В подключен непосредственно к выводу RA3, который является входом внешнего опорного напряжения (конфигурация АЦП — Ь’0101’). Чтобы снизить уровень помех на линиях V_DD и V_ref+, к ним подключены развязывающие танталовые конденсаторы емкостью 1 мкФ.

Для определения начального момента разряда используется внутренний аналоговый компаратор, как было показано на Рис. 14.5. При работе компаратора в режиме Ь’1110’ для формирования внутреннего опорного напряжения может использоваться модуль CVREF, как было описано на стр. 501. При сброшенном бите CIS (см. Рис. 14.6) компаратор 1 может использовать 0-й аналоговый канал совместно с модулем АЦП.

И, наконец, вывод RA4 и все выводы порта В должны быть сконфигурированы как выходы. Первый из указанных выводов используется для формирования синхроимпульса, а порт В — для вывода полученного результата.