Atmega16 - přesnost hodin

[vasek125]

Potřeboval bych, aby mi v mega16 běžely hodiny. Abych zjistil přesnost, dal jsem si výstupy na ledky. Vteřiny připočítávám pomocí přerušení INT0. Hodinový signál je řízen externím krystalem. Problém je, že po 3 hodinách se hodiny předcházejí už o 1 sekundu. Čím dosáhnu větší přesnosti?

[Zmije]

Jednak může být nepřesný krystal a potom může být i chyba v algoritmu, třeba chyba ve výpočtu při nastavení čítače, nebo v následujícím čítání. Bez zdrojáku to půjde těžko rozluštit.

[Andrea]

No chtělo by to blíže (lépe) popsat. Nějak mi není jasné to připočítávání sekund přes INT0, INT0 je externí přerušení.

[vasek125]

To int0 jsem myslel jako přerušení č.0 od TIMER0. Kód je myslím dobře:

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/pgmspace.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define bitSet(var, mask) ((var) |= (1 << (mask)))
#define bitClear(var, mask) ((var) &= ~(1 << (mask)))

#define F_CPU 14745600UL // 14.7456 MHz
#include <util/delay.h>
void m_delay_ms(unsigned int ms) {
unsigned int i;
for ( i=0; i<ms; i++) { _delay_ms(1); }
}
void m_delay_s(unsigned int s) {
unsigned int i, i2;
for ( i=0; i<s; i++) { for ( i2=0; i2<100; i2++) { _delay_ms(10); } }
}


unsigned int hodiny=23,minuty=59,sekundy=50;

unsigned int ir0count=0, ir0=0; // signalizace interrupt 0


void setled(void){
int pomProm=0, pomProm2=0, pomProm3=0;

pomProm = hodiny/10;
pomProm3 = pomProm;

for (pomProm2=4; pomProm2>=3; pomProm2--) {
if(pomProm3 % 2) bitSet(PORTB, pomProm2); else bitClear(PORTB, pomProm2);
pomProm3 /= 2;
}

pomProm3 = hodiny-(10*pomProm);
pomProm2=0;

for (pomProm2=2; pomProm2>=-1; pomProm2--) {
if (pomProm2>=0) {
if(pomProm3 % 2) bitSet(PORTB, pomProm2); else bitClear(PORTB, pomProm2);
} else {
if(pomProm3 % 2) bitSet(PORTA, 7); else bitClear(PORTA, 7);
}
pomProm3 /= 2;
}

pomProm2=0;
pomProm=minuty/10;
pomProm3 = pomProm;

for (pomProm2=4; pomProm2<=6; pomProm2++) {
if(pomProm3 % 2) bitSet(PORTC, pomProm2); else bitClear(PORTC, pomProm2);
pomProm3 /= 2;
}

pomProm3 = minuty-(10*pomProm);
pomProm2=0;

for (pomProm2=0; pomProm2<=3; pomProm2++) {
if(pomProm3 % 2) bitSet(PORTC, pomProm2); else bitClear(PORTC, pomProm2);
pomProm3 /= 2;
}

pomProm2=0;
pomProm=sekundy/10;
pomProm3 = pomProm;

for (pomProm2=2; pomProm2>=0; pomProm2--) {
if(pomProm3 % 2) bitSet(PORTA, pomProm2); else bitClear(PORTA, pomProm2);
pomProm3 /= 2;
}

pomProm3 = sekundy-(10*pomProm);
pomProm2=0;

for (pomProm2=6; pomProm2>=3; pomProm2--) {
if(pomProm3 % 2) bitSet(PORTA, pomProm2); else bitClear(PORTA, pomProm2);
pomProm3 /= 2;
}

}

void uptime(void){

sekundy++;
if (sekundy >= 60) {
if (minuty >= 59) {
if (hodiny >= 23) hodiny = 0; else hodiny++;
minuty = 0;
}
else {
minuty++;
}
sekundy = 0;
}

setled();
}

ISR(TIMER0_OVF_vect) {
TCNT0=16; // 14.7456MHz/1024/240=60 preruseni/sec

ir0count++;
if (ir0count>=60) {
ir0count=0;
ir0=1;
}

if (bit_is_clear(PIND, 6)) {
hodiny=12;
minuty=40;
sekundy=0;
setled();
}

}


int main() {

// Nastaveni pinu jako vstupnich
bitClear (DDRD, 6);
bitSet (PORTD, 6);


// Nastaveni pinu jako vystupnich
bitSet (DDRB, 0);
bitSet (DDRB, 1);
bitSet (DDRB, 2);
bitSet (DDRB, 3);
bitSet (DDRB, 4);
bitSet (DDRA, 0);
bitSet (DDRA, 1);
bitSet (DDRA, 2);
bitSet (DDRA, 3);
bitSet (DDRA, 4);
bitSet (DDRA, 5);
bitSet (DDRA, 6);
bitSet (DDRA, 7);
bitSet (DDRC, 0);
bitSet (DDRC, 1);
bitSet (DDRC, 2);
bitSet (DDRC, 3);
bitSet (DDRC, 4);
bitSet (DDRC, 5);
bitSet (DDRC, 6);

bitSet(TCCR0, CS00); // Clock prescaler (/ 1024) 1. cast
bitSet(TCCR0, CS02); // Clock prescaler (/ 1024) 2. cast
bitSet(TIMSK, TOIE0); // povoleni preruseni od casovace

sei(); // povoleni preruseni globalne

while(1) {
if(ir0) {
ir0=0;
uptime();
}
m_delay_ms(0);

}
return 0;
}

[Atlan]

to bude radosti to odladit v Cku...hlavne popocitat instrukcie..

[Zmije]

Na první pohled mi připadá, že program je správně, tak zbývá přesnost krystalu, pokud je za 3h odchylka 1s, potom za každou s. bude odchylka 1/(3x60x60)=92,5926us, převedeno na kmitočet 1/(92,5926us)=~10,8kHz, relativní odchylka krystalu od jmenovité hodnoty 14745,6kHz bude 100x10,8/14745,6= 0,073%, pokud počítám správně, tak ta odchylka bude ve výrobní toleranci běžného krystalu.

[mtajovsky]

V okamžiku vzniku přerušení trvá nějakou dobu, než je řízení předáno na servisní rutinu. Také naplnění čítače nějakou dobu trvá a teprve od této chvíe začíná další čítání až k dalšímu interruptu. Tohle se bude dít 60 x za sekundu a 3600 x za hodinu, tudíž 216 000 x za hodinu. Je-li chyba za hodinu 1s, připadá na 1 interrupt časová chyba 1/216000s = 4,63 us. Proveďte si analýzu kódu v assembleru, kolik instrukčních cyklů připadá na činnosti, které jsem napsal, jestli je tím možné.

[mtajovsky]

V okamžiku vzniku přerušení trvá nějakou dobu, než je řízení předáno na servisní rutinu. Také naplnění čítače nějakou dobu trvá a teprve od této chvíe začíná další čítání až k dalšímu interruptu. Tohle se bude dít 60 x za sekundu a 3600 x za hodinu, tudíž 216 000 x za hodinu. Je-li chyba za hodinu 1s, připadá na 1 interrupt časová chyba 1/216000s = 4,63 us. Proveďte si analýzu kódu v assembleru, kolik instrukčních cyklů připadá na činnosti, které jsem napsal, jestli je tím možné.

[vasek125]

No tolerance tohohle krystalu je 50ppm(0,00005%). Teď když jsem se na to koukal znovu, tak je tam pořád ta 1 sekunda, takže se to někde zpozdilo během prvních 3 hodin a pak je to dobrý, což je docela zvláštní.

[Andrea]

[LordFus]

no pokud chceš přesné hodiny, tak toho lze (kor v céčku) docela těžko docílit. Nicméně používáš mega16, ten má extra vstupy pro krystal 32.768kHz přímo do čítače2, se správným nastavením předděličky ti bude nastávat přerušení každou vteřinu. Zkoušel sem to na mega8 a jede to vcelku přesně, za 24hodin se to viditelně ani nehlo co se odchylky týče, ovšem ne vždy se mi krystal podaří rozkmitat.

[vasek125]

A ve chvíli, kdy běží ta obsluha přerušení, čítá čítač znovu nebo začne čítat až když ta obsluha přerušení doběhne?

[LordFus]

začne čítat ihned po přetečení, respektive se nezastaví