Universität Bielefeld - Technische Fakultät - Neuroinformatik



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Scan-Listen-Format für MASS

Der wichtigste Prozeß der Applikation auf MASS ist der A/D-Scan. Diese Routine arbeitet die Scan-Liste ab. Der Aufbau dieser Liste ist in Abb. 6.3 dargestellt.

  
Figure 6.3: Scan-Listen-Format: (a) Sonderfunktion des ersten Bytes: jedes Bit schaltet einen Flankendetektor (F[1:4]) empfindlich für negative (N) oder positive (P) Flanken. (b) Format der darauffolgenden Byte-Paare. Mit CH[0:3] wird einer von 16 Anschlüssen der Stiftleisten adressiert; jede Stiftleiste entspricht einer Fingerkuppe. Mit P/ wird die Verstärkerplatine auf Positions- oder Kraftmessung eingestellt. Ist das MULT-Bit gesetzt, werden alle vier Finger angesprochen; sonst wird die Fingerkuppe von den FT[0:1]-Bits bestimmt. (c) Eine Null anstelle des PORTB-Bytes beendet die Liste.

Jeder Eintrag der Scan-Liste besteht aus zwei Bytes; das Erste wird in das PORTB-Register geschrieben und dient zur Einstellung der Multiplexerbank und zur Konfiguration der Verstärkerelektronik (siehe oben); das Zweite wird in ADCTL geschrieben und stellt den Pin (oder die Pin-Gruppe) von Port E ein, an dem digitalisiert werden soll. Da immer in Vierergruppen digitalisiert wird, liefert jeder Listeneintrag vier Bytes in den Datenpaketen.

Das erste Byte der Scan-Liste hat eine Sonderfunktion. Es wird in das Controller-Register TCTL2 geschrieben und bestimmt den Zustand der vier Flankendetektoren. Jeder eingeschaltete Flankendetektor liefert zwei Bytes in den Datenpaketen (den Inhalt des jeweiligen TCNT-Zählerstandes bei der letzten Flanke).

Die Datenpakete beginnen mit dem Inhalt des TCNT-Registers (als Zeitmaß verwendbar) und dem Zeitraum zwischen zwei A/D-Scan-Aufrufen. Die Einheit der Zählerwerte ist 8s (siehe oben). Sie tragen vier Bytes zur Länge der Datenpakete bei.

Die Länge der Scan-Liste bestimmt die maximal erreichbare Erneuerungsrate der Daten, da ein A/D-Scan bei längeren Listen entsprechend länger dauert.

Bei einer extrem kurzen Scan-Liste ohne Flankendetektion und mit nur einem Eintrag (entspricht einer Paketlänge von 8 Bytes) beträgt die Erneuerungsrate der Pakete 3.6kHz, bei der voreingestellten Liste (Paketlänge 48 Bytes) etwa 525Hz.

Um die Wirkungsweise der einzelnen Bits der Controller-Register PORTB und ADCTL besser zu überblicken, dient Abb. 6.4, die die Multiplexer-Ebenen bis zum A/D-Wandler darstellt.

  
Figure 6.4: Multiplexer-Ebenen in MASS : Die 64 Analogkanäle sind auf vier Stiftleisten verteilt; auf jede Stiftleiste entfallen 16 Kanäle, die in zwei Achtergruppen aufgeteilt sind. Der Kanal innerhalb einer Achtergruppe wird von den Bits PORTB[0:2] bestimmt; das Bit ADCTL2 selektiert die höherwertige oder die niederwertige Achtergruppe. Für einen Eintrag der Scan-Liste (entspricht vier Digitalisiervorgängen) stehen diese Einstellungen fest. Die Bits ADCTL[0:1] wählen eine der vier Stiftleisten aus (entspricht einer Fingerkuppe). Ist MULT gesetzt (ADCTL4 = 1), dann sind diese Bits bedeutungslos und an jeder Stiftleiste wird eine Digitalisierung vorgenommen.

Tab. 6.2 illustriert die Syntax der Scan-Listen anhand zweier Beispiele. Das erste Beispiel dient zum Abtasten des Kraftwertes am zweiten Kraft- und Positionssensor (CH=1) des dritten Fingers (F=2) ohne Flankendetektion. Das zweite Beispiel verwendet zwei Flankendetektoren und tastet die Positionsinformation am dritten Kraft- und Positionssensor an allen vier Fingerkuppen ab.

  
Table: Zwei Beispiele für MASS -Scan-Listen

Die zweite Scan-Liste ist ebenso lang wie die erste, produziert aber längere Datenpakete, da die Einträge für die Flankendetektion hinzukommen. Die Tatsache, daß diesmal Daten von allen vier Fingern statt nur von einem angefordert werden, ändert weder die Länge der Liste noch die der Datenpakete, da jeder Listeneintrag vier Bytes an Daten produziert. Mit der ersten Liste wird das Signal von einem Finger viermal in rascher Folge digitalisiert, mit der zweiten das Signal von je einem Finger einmal.

Im ersten Teil der Arbeit werden Meßreihen vorgestellt, die mit der Sensorstation aufgenommen wurden. Durch die Umprogrammierung der Scan-Liste wurde eine möglichst hohe Abtastrate der interessierenden Sensoren erreicht. Dieses Verfahren läßt sich auch für die Implementation adaptiver Sensorik verwenden, die darin besteht, daß je nach Situation und Sensor-Input einzelne Sensoren intensiver als andere abgetastet werden.



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Markus Jankowski Jan Jockusch Lars Jansen Michael Jandrey Marjan Tomas , 1996-Dec-06