Zeit zwischen 2 Flanken messen

[5Volt-Junkie]

Hallo,

ich habe folgendes vor:

Ich möchte mit einem ATmega8, die Zeit zwischen zwei Impulsen messen.
Um die Impulse zu generieren, benutze ich zwei Taster, die jeweils an INT0 und INT1 angeschlossen sind.
Quasi: Taster1 drücken => Stoppuhr starten => Taster2 drücken => Zeit stoppen und auf dem Display ausgeben. Ich würde gerne die Zeit auf die Mikrosekunde genau messen können :) Aber erst mal, mache ich das mit 10µs-Interrupt.

Warum so eine genaue Messung?
Die beiden Taster werden später durch Lichtschranken ersetzt und 6 Zoll von einander befestigt, um die Schussgeschwindigkeit einer Paint zu messen, die bis zu 100 m/s schnell fliegen kann oder auch bis zu 50 m/s langsam sen kann. :)

Statt Timer-Overflow benutze ich CTC-Modus, weil mir OVF hatte ich irgendwie Probleme.

Das aktuelle Programm habe ich mit einer Stopp-Uhr getestet und bei 10 Skeunden, bekomme ich auf dem LCD, eine Sekunde zu viel. :(

Kann mir da vielleicht jemand helfen?
Werde sehr dankbar sein. ;)




$regfile = "m8def.dat"
$crystal = 16000000
'================================================= ==============================

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portc.2 , Db5 = Portc.3 , Db6 = Portc.4 , Db7 = Portc.5 , E = Portc.1 , Rs = Portc.0
Initlcd
Cursor Off Noblink
Cls

'Interrupt-Pins konfigurieren===================================== =================================
On Int0 Timerstart 'Start-Taster an INT0
On Int1 Timerstopp 'Stop-Taster an INT1
Ddrd = &B00000000 'PortD als Eingang
Portd = &B11111111 'Pull-Ups von Int0 und Int1 einschalten
Mcucr = &B00001010 'Interrupt bei H/L-Flanke
Gicr = &B11000000 'Interrupts INT0 und INT1 einschalten
Sreg.7 = 1 'Interrupts freigeben

'================================================= ==============================

'Timer-Konfiguration===================================== =======================


Config Timer1 = Timer , Prescale = 8 , Clear Timer = 1 'Timer1 konfigurieren
Stop Timer1

'Comparewert auf 16000 setzen
On Compare1a Zaehle 'Interruptroutine für den Compare-Modus aktivieren
Enable Compare1a 'Compare-Modus aktivieren

Enable Interrupts 'Interrupts aktivieren
'================================================= ==============================

Dim Mikrosek As Long 'Mikrosek als Word
Dim Milisek As Single 'Milisekunden als Single, optional
Dim Sekunden As Single 'Milisekunden als Single
Mikrosek = 0
Milisek = 0
Sekunden = 0
'================================================= ==============================


Do
Loop
End


'Interrupt-Routine fuer INT0============================================== =====================

Timerstart:
Enable Interrupts 'Interrups einschalten

Compare1a = 10 'Compare-Wert
Enable Compare1a 'CTC einschalten
Mikrosek = 0 'Mikrosekunden auf 0 setzen

Start Timer1 'TIMER1 starten
Return 'Interrupt-Routine -Timerstart- verlassen


'Interrupt-Routine fuer INT1============================================== =====================
Timerstopp:
Disable Interrupts 'Interrupts ausschalten

Disable Compare1a 'Compare-Modus AUS
Stop Timer1 'TIMER1 anhalten
Sekunden = Mikrosek / 100000 'Mikrosekunden in Sekunden umrechnen
'Ausgabe auf dem LCD
Cls
Locate 2 , 1
Lcd "Sek "
Lcd Sekunden

Locate 1 , 1
Lcd "mikro "
Lcd Mikrosek
Waitms 3000


'Werte wieder auf 0 Setzen
'Milisek = 0
Mikrosek = 0
Sekunden = 0 'Interrupt-Routine -Timerstopp- verlassen
Return


'Interrupt-Routine bei Erreichen des Compare-Wertes
Zaehle:
Incr Mikrosek 'Mikrosekunden um 1 erhoehen
Return

[TobiKa]

Um die Impulse zu generieren, benutze ich zwei Taster, die jeweils an INT0 und INT1 angeschlossen sind.
Das ist schonmal schlecht, da Taster prellen.

[5Volt-Junkie]

deswegen deaktiviere ich die Interrupts nach ihrem Auslösen.

[TobiKa]

Ok, übersehen.

Hier kann man das gut rauslesen: http://www.rn-wissen.de/index.php/Beispiel_Drehzahlmessung_mit_RN-Control

[5Volt-Junkie]

öööhm, was genau kann man da rauslesen? :confused:

Wenn ich das richtig verstanden habe, geht das mit CTC genauer als mit Timer-Ovf, oder war die Aussage falsch?

[Searcher]

Hallo Sheff,
ich verstehe nicht so ganz, wie Du auf den Zähltakt von 10µs kommst und warum Du nur 1s Unterschied beim Stoppen hast.

Im Programm steht $crystal=16000000 und im CONFIG TIMER ein PRESCALER von 8. Damit zählt der TCNT mit 2Mhz. Mit dem Compare1a von 10 errechnet sich die Interruptfrequenz mit: 2Mhz / (1 + 10) = 181818,18... Hz. Das sind 5,5µs Periodendauer.

Bei dem Stoppuhrvergleich über 10s erhälts Du in der Variablen Mikrosek also den Wert von 1818181 , den Du für die Sekundenanzeige durch 100000 teilst - ergibt also 18,18s.

Läuft der µC vielleicht nur mit 8MHz? 8MHz / (8 * (1 + 10)) = 90909,09...Hz - das käme mit ca 11µs näher an deinen angepeilten Wert. In 10s enthält Variable Mikrosek = 909090 -> 909090 / 100000 = 9,09s -> Danach müßte Dir das LCD zuwenig ausgeben oder eben 8s zuviel.

Ich hoffe, daß ich selbst selbst den Timer richtig verstanden habe :-k

Gruß
Searcher

[5Volt-Junkie]

Hallo Searcher,

Ich habe nochmal die Zeit gemessen. Genauer zu sein, ist es eine Sekunde bei 15 Sekunden.
Die Timer/Compare-Einstellungen habe ich auf dieser seite berechnet: http://www.bunbury.de/technik/berechnung/timerberechnung.htm

[Rone]

Hallo!

Also das man Compare1A Enablen & Disablen kann, ist mir neu. Ist meinem bescheiden Wissen nach
nur ein Bascom Name für das Compareregister.

1 Sekunde hat meines Wissens 1Million µs.

MfG
Rone

[5Volt-Junkie]

Hi,

ich habe oft gesehen, dass Compare1A mit En-/Disable ein-und ausschalten kann.
Eine Sekunde hat 1Mio. µs - ist richtig.

Ich werde das ganze nochmal mit TimerOVF versuchen und den Preloader anpassen, sodass diese 10 Sekunden auch 10s dauern.

[Searcher]

Hallo,
im Mega8 Datenblatt (Atmel doc2486) gibt es auf Seite 111 unter Figur 49 eine Formel zur Berechnung der Ausgangsfrequenz des OC Pins wenn er toggelt. Danach rechnet auch http://www.bunbury.de/technik/berechnung/timerberechnung.htm , Zitat: "...welche Comparewerte (CTC-Modus mit Toggle Pin)..."; meiner Meinung nach allerdings mit einem kleinen Fehler.

Du brauchst jedoch nicht die Ausgangsfrequenzfrequenz des OC Pins sondern die Frequenz des Auftretens des Interrupts.
Formel im Datenblatt für Ausgangsfrequenz: Focn = fclk / 2 * N * (1+OCRn)
Die Interruptfrequenz ist doppelt so hoch: Fint = fclk / N * (1+OCRn)
Focn - Ausgangsfrequenz am Pin
fclk - Systemclock (zB 16Mhz oder 8MHz)
2 - Devisor wg. toggle
N - Prescaler
OCRn - Compare Value
Fint - Interruptfrequenz

gewünschte Peridendauer 10µs entspricht Fint von 100000Hz
Formel nach OCRn umgestellt: OCRn = (fclk / N * Fint) - 1
Damit ist muß für 10µs der Compare1a (OCRn) = 19 für Systemtakt 16MHz sein und 9 für 8MHz

Die "1", die da noch subtrahiert wird, kommt wohl daher daß wenn der Timer (TCNT) auf Null steht, einen clk braucht um auf Eins zu kommen. Zwei clks um auf Zwei zu kommen...zehn clks um auf Deinen Comparewert 10 zu kommen - Interrupt wird ausgelöst - ABER nun braucht er einen weiteren clk um wieder auf Null zu kommen!

Hab jetzt nur versucht, den Timer wie ich ihn verstanden habe zu erklären. Alles ohne Gewähr und kann auch nicht sagen ob Dein Programm sonst OK ist, da ich mit ATtiny45 bastele. Weitere Abweichungen müßte man nochmal unter die Lupe nehmen, wenn das mit dem Timer klar ist.

Gruß
Searcher

[5Volt-Junkie]

So, ich bins wieder ;)

Ich habe mein Programm jetzt etwas umgestrickt, da nach meinen Berechnungen >65000 Timer1-Takte vollkommen ausreichen sollten.

Nur das Programm will irgendwie nicht so, wie ich das will. :(

Wie man im Code sehen kann, gebe ich die Geschwindigkeit und Momentanwert des Timers aus. Wert des Timer schwank hin und her, was auch i.O. ist aber die Geschwindigkeit nimmt nur einige werte an und zwar "0-5 oder 17 aber meistens 343" Wobei bei 343, als Timerwert 120 angezeigt wird.

*kopfkratz*




'Geschwindigkeit in FPS (Foot per Second) messen und ausgeben.
'Foot = 12 Inch
'Weg = 6 Inch (Abstand zwischen den Lichtschranken )
'Wenn die erste Lichtschranke (INT0) angesprochen wird, beginnt der Timer, die µs zu zählen
'Beim Durchbrechen der zweiten Lichtschranke (INT0), stoppt der Timer, rechnet die Geschwindigkeit aus und zeigt diese auf dem LCD an.

'Maximale Geschwindigkeit = 300FPS
'Minimale Geschwindigkeit = 180FPS


'Minimale Zeit zwischen Int0 und Int1 1,667ms
'Maximale Zeit " " " " 2,778ms

'Timer1 ohne Prescaler = 65535 Takte = 65,535ms


$regfile = "m8def.dat"
$crystal = 10000000
'================================================= ==============================

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portc.2 , Db5 = Portc.3 , Db6 = Portc.4 , Db7 = Portc.5 , E = Portc.1 , Rs = Portc.0
Initlcd
Cursor Off Noblink
Cls

'Interrupt-Pins konfigurieren===================================== =================================
On Int0 Timerstart
On Int1 Timerstopp
Ddrd = &B00000000 'PortD als Eingang
Portd = &B11111111 'Pull-Ups von Int0 und Int1 einschalten
Mcucr = &B00001010 'Interrupt bei H/L-Flanke
Gicr = &B11000000 'Interrupts int0 und int1 einschalten
Sreg.7 = 1 'Interrupts freigeben


'================================================= ==============================

'Timer-Konfiguration===================================== =======================
Config Timer1 = Timer , Prescale = 1
On Timer1 Ovf 'Bei Timerueberlauf springe zu Ovf-Routine


Disable Timer1 'Timer1 ausschalten
Waitms 10 'Warte
Timer1 = 0 'Timer1 mit 0 vorladen


Enable Interrupts 'Interrupts An


Dim Elapsed As Word 'Var. Elapsed fuer gemessene Zeit als Word
Dim V As Word 'Geschwindigkeit als Word
V = 0


Const Mikrosek = 500000 'Konst. Wert in die Var. Mikrosek
Const S = 1


Dim Ueberlauf As Byte 'Variable fuer Timerueberlaeufe als Byte
Ueberlauf = 0


Enable Timer1


'Hauptschleife
Do

Loop
End


'Sub-Routinen========================================== =========================

'Bei INT0
Timerstart:


Timer1 = 0 'Timer auf 0 setzen
Start Timer1 'Timer1 starten
Return
'====================

'Bei INT1
Timerstopp:

Stop Timer1 'Timer1 stoppen
Elapsed = Timer1 'Timer-Wert in Elapsed speichern

V = Mikrosek / Elapsed 'Geschwindigkeit berechnen
Cls
Locate 1 , 1
Lcd V

Locate 2 , 1
Lcd Elapsed 'Geschwindigkeit ausgeben
Waitms 1000

'Timer auf 0 setzen
Elapsed = 0

V = 0 'Geschwindigkeit auf 0 setzen
Return

Ovf:
Incr Ueberlauf
Return

[for_ro]

Gib mal dies noch mit an:
$hwstack = 32
$swstack = 10
$framesize = 40

Und dimensioniere V als Long, sonst funktioniert dies nicht:

Const Mikrosek = 500000
V = Mikrosek / Elapsed

Beide Operanden müssen in den Ergebnistyp passen.