SAM3S2A 製作自動顯示長度功能尺

洪嵐峰

SAM3S2A 是一款 Atmel 公司生產的 ARM Cortex-M3 微控制器，它包含多種功能模塊，例如定時器、計數器、PWM 控制器、ADC、DAC、SPI、I2C 等。要實現自動顯示長度功能尺，可以使用 SAM3S2A 的定時器模塊來進行計時，並透過 LED 矩陣顯示出來。

以下是 SAM3S2A 的一些基本參數：

CPU 頻率：64MHz
Flash 記憶體：128KB
RAM 記憶體：16KB
定時器數量：3
PWM 控制器數量：6
ADC 轉換器數量：12 位，16 路
接下來是一個示意圖，顯示如何連接 SAM3S2A、LED 矩陣和其他相關零件：


        +---------------------+
        |     LED Matrix      |
        +-----------+---------+
                    |
+-------+-------+ +-+-------+-+ +-------+-------+
|             +--|   SAM3S2A   |---+  Rotary Encoder |
|             |  +-------------+ | +-------+-------+
|             |                   |         |
|             |                   |         |
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+-------------+                   +-----------------+
在這個示意圖中，旋轉編碼器用於測量長度，透過 SAM3S2A 進行計時，並通過 LED 矩陣顯示出來。在開發過程中，需要設計相應的硬體電路，並撰寫適當的程式碼進行控制。

程式碼示例，用於初始化 SAM3S2A 的定時器模塊，設置定時器中斷並計算旋轉編碼器的轉速：


#include <asf.h>

#define LED_MATRIX_PIN_COUNT 32

static uint8_t led_matrix_data[LED_MATRIX_PIN_COUNT];

static void timer_init(void)
{
    tc_init(TC0, 0, TC_CMR_TCCLKS_TIMER_CLOCK1 | TC_CMR_CPCTRG);
    tc_write_rc(TC0, 0, 65535); // 設定計數器周期
    NVIC_EnableIRQ(TC0_IRQn);
    tc_enable_interrupt(TC0, 0, TC_IER_CPCS);
    tc_start(TC0, 0);
}

static void timer_interrupt_handler(void)
{
    // 計算旋轉編碼器的轉速
    // 更新 LED 矩

陣顯示的數據
}

void TC0_Handler(void)
{
if (tc_get_status(TC0, 0) & TC_SR_CPCS) {
timer_interrupt_handler();
}
}

int main(void)
{
// 初始化 GPIO 和其他相關硬體
// ...

timer_init();

while (1) {
    // 主程式
    // ...
}
}

這個程式碼示例使用了 ASF（Atmel Software Framework）中的函數庫來設置定時器，並定義了一個定時器中斷處理函數 `timer_interrupt_handler`。在 `main` 函數中，首先呼叫 `timer_init` 函數來初始化定時器模塊，然後進入主循環。在主循環中，可以進行其他相關的操作，例如讀取旋轉編碼器的數據，更新 LED 矩陣顯示的數據等。

以下是基於 SAM3S2A 微控制器的示例程式碼，實現自動顯示長度功能尺的基本功能：

#include <asf.h>
#include <stdio.h>

#define MAX_COUNT 65535
#define PULSE_PER_METER 1000

volatile uint16_t count = 0;
volatile uint16_t last_count = 0;
volatile uint16_t distance = 0;

void tc_callback_to_update_distance(void)
{
    count = tc_read_cv(TC0, 0);
    distance = (count + MAX_COUNT - last_count) % MAX_COUNT * 100 / PULSE_PER_METER;
    last_count = count;
}

int main(void)
{
    sysclk_init();
    board_init();

    ioport_set_pin_dir(PIN_PA0, IOPORT_DIR_INPUT);

    tc_enable(TC0, 0);
    tc_init(TC0, 0, TC_CMR_TCCLKS_TIMER_CLOCK1 | TC_CMR_CPCTRG);
    tc_write_rc(TC0, 0, MAX_COUNT);
    tc_enable_interrupt(TC0, 0, TC_IER_CPCS);
    NVIC_EnableIRQ(TC0_IRQn);

    while (1) {
        printf("Distance: %d cm\r\n", distance);
        delay_ms(500);
    }
}

void TC0_Handler(void)
{
    if ((tc_get_status(TC0, 0) & TC_SR_CPCS) == TC_SR_CPCS) {
        tc_callback_to_update_distance();
    }
}
這個程式碼示例使用了 ASF（Atmel Software Framework）中的函數庫來設置定時器。在 main 函數中，首先進行了系統時鐘和板子初始化的相關設置，然後設置 PA0 引腳為輸入模式。接著初始化定時器模塊，並啟用定時器中斷。在中斷處理函數 TC0_Handler 中，當定時器中斷發生時，呼叫 tc_callback_to_update_distance 函數進行距離計算。在 tc_callback_to_update_distance 函數中，首先讀取定時器的計數器值，然後計算出自上次計數以來的脈沖數，最後根據脈沖數和每米的脈沖數，計算出距離值。