162_ICP_DDS_01.c


1
// Atmega 162 Messung der Herzfrequenz über ICP, Berechnung der daraus 

2
//resultierenden Therapiefrequenz und deren Synthese mit DDS 24.1.2011

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4
#include <inttypes.h>

5
#include <avr/interrupt.h>

6
#include <avr/io.h>

7
#include <stdint.h>

8
#include <stdlib.h>

9
#include <string.h>

10
#include <avr/io.h>

11
12
#ifndef TRUE

13
#define TRUE 1

14
#define FALSE 0

15
#endif

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//Variablen für ICP

18
19
volatile unsigned char   NrOverflows = 0; // Anzahl der Timer Overflows zwischen den beiden Flanken

20
volatile unsigned short  StartTime = 0;   // ICR-Wert bei 1.High-Flanke speichern

21
volatile unsigned short  EndTime = 0;     // ICR-Wert bei 2.High-Flanke speichern

22
volatile unsigned char   Pulsmess;      // Job Flag

23
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//Variablen für DDS

25
volatile uint32_t FCW;

26
volatile uint32_t Tabellenposition;

27
28
volatile unsigned char Tabelle [256]=

29
{

30
0x80,0x83,0x86,0x89,0x8c,0x8f,0x92,0x95,

31
0x98,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae,

32
0xb0,0xb3,0xb6,0xb9,0xbc,0xbf,0xc1,0xc4,

33
0xc7,0xc9,0xcc,0xce,0xd1,0xd3,0xd5,0xd8,

34
0xda,0xdc,0xde,0xe0,0xe2,0xe4,0xe6,0xe8,

35
0xea,0xec,0xed,0xef,0xf0,0xf2,0xf3,0xf5,

36
0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfc,

37
0xfd,0xfe,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,

38
0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfe,

39
0xfd,0xfc,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,

40
0xf6,0xf5,0xf3,0xf2,0xf0,0xef,0xed,0xec,

41
0xea,0xe8,0xe6,0xe4,0xe2,0xe0,0xde,0xdc,

42
0xda,0xd8,0xd5,0xd3,0xd1,0xce,0xcc,0xc9,

43
0xc7,0xc4,0xc1,0xbf,0xbc,0xb9,0xb6,0xb3,

44
0xb0,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,

45
0x98,0x95,0x92,0x8f,0x8c,0x89,0x86,0x83,

46
0x80,0x7c,0x79,0x76,0x73,0x70,0x6d,0x6a,

47
0x67,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x54,0x51,

48
0x4f,0x4c,0x49,0x46,0x43,0x40,0x3e,0x3b,

49
0x38,0x36,0x33,0x31,0x2e,0x2c,0x2a,0x27,

50
0x25,0x23,0x21,0x1f,0x1d,0x1b,0x19,0x17,

51
0x15,0x13,0x12,0x10,0x0f,0x0d,0x0c,0x0a,

52
0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x03,

53
0x02,0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

54
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,

55
0x02,0x03,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,

56
0x09,0x0a,0x0c,0x0d,0x0f,0x10,0x12,0x13,

57
0x15,0x17,0x19,0x1b,0x1d,0x1f,0x21,0x23,

58
0x25,0x27,0x2a,0x2c,0x2e,0x31,0x33,0x36,

59
0x38,0x3b,0x3e,0x40,0x43,0x46,0x49,0x4c,

60
0x4f,0x51,0x54,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,

61
0x67,0x6a,0x6d,0x70,0x73,0x76,0x79,0x7c

62
};

63
64
65
66
// ICP Initialisierung mit Timer 1

67
  void initTimer1()

68
  {

69
    TCCR1B = (1<<ICES1)  | (1<<CS12) ; // Input Capture Edge, PreScale 256 kein Noise cancler, da der auf

70
                     // auf 4 gleichartige Signale wartet!

71
    TIMSK = (1<<TICIE1) | (1<<TOIE1); // Interrupts akivieren, Capture + Overflow

72
  }

73
74
// CTC Initialisiserung mit Timer 3

75
76
  void initTimer3()

77
  {

78
  TCCR3B = (1<<WGM32) |  (1<<CS30); // no prescale, CTC (Top OCR3A)

79
  OCR3A = 1024;

80
  ETIMSK |= (1<<OCIE3A); // Interruptauslösung bei OCR3A compare match

81
  }

82
83
// Port B initialisieren

84
85
  void initPorts()

86
  {

87
  DDRB = 0xFF; // Port B als Ausgang für DDS Signal

88
  PORTB = 0; 

89
  //DDRA = (1<<PA1);  

90
  }

91
92
// PulsLED initialisieren

93
  //void Puls()

94
  //{

95
96
//ISR zur Messung des Eingangsignales

97
98
ISR( TIMER1_CAPT_vect )

99
{

100
  static unsigned char ErsteFlanke = TRUE;

101
102
  // Bei der ersten Flanke beginnt die Messung, es wird der momentane

103
  // Timer beim Input Capture als Startwert gesichert

104
  //

105
  if( ErsteFlanke )

106
  {

107
    DDRA^=(1<<PA2); // Puls Anzeige mit LED

108
  StartTime = ICR1;

109
    NrOverflows = 0;

110
    ErsteFlanke = FALSE;  // Die naechste Flanke ist das Ende der Messung

111
  }

112
113
  //

114
  // das ist die zweite Flanke im Messzyklus. Die Messung wird gestoppt

115
  //

116
  else

117
  {

118
    EndTime = ICR1;

119
    Pulsmess = TRUE;   // Eine vollständige Messung. Sie kann ausgewertet werden

120
    ErsteFlanke = TRUE;  // Bei der naechsten Flanke beginnt der naechste Messzyklus

121
  }

122
}

123
124
125
ISR( TIMER1_OVF_vect ) // Zählung der Overflows von Timer1

126
{

127
  NrOverflows++;

128
}

129
130
// DDS Phasenincrement, Tabellenposition ist Phasenakkumulator

131
ISR(TIMER3_COMPA_vect)

132
  {

133
  uint32_t i;

134
  Tabellenposition +=FCW;

135
  i = Tabellenposition >> 24 ; 

136
  PORTB = Tabelle [i];

137
  }

138
139
140
141
int main()

142
{

143
  unsigned long Erg = 0;      // Variable für IPC

144
  unsigned long Faktor = 0;   // Variable für Ausgangssignalberechnung

145
  unsigned long signal = 0;   // Signal in mHz

146
147
148
  initPorts();

149
  initTimer3();

150
  initTimer1();

151
  sei();

152
153
  while(1)

154
  {

155
    // kein Pulssignal nach 4,5 sec detektiert? Warnanzeige an und Therapiesignal aus

156
  if (NrOverflows > 1 )

157
    {

158
    DDRB = 0x00; // DDS Signal aus

159
    DDRA = (1<<PA0)|(1<<PA1); // "kein Signal"Warn LED PA0 an, Betriebsanzeige an

160
    }

161
162
  // liegt eine vollständige Messung vor?

163
      else if(Pulsmess)

164
        {

165
  

166
      DDRB = 0xFF; // DDS Signal an

167
      DDRA =(0<<PA0)|(1<<PA1); //"kein Signal"Warn LED PA0 aus, Betriebsanzeige an

168
169
170
      // Berechnung der Subharmonischen

171
      Erg = (NrOverflows * 65536) + EndTime - StartTime;

172
        

173
   

174
      Erg = Erg*100 / 144; // Ergebnis in Millisekunden (*10 wg höherer 

175
                //Auflösung d.h.5-6 Stellen) 

176
177
      Faktor = Erg*65 / 10000; // ganzzahliger Faktor zur Berechnung 

178
                  // des Therapiesignales, zweistellig

179
        

180
      signal = Faktor*10000000 / Erg; //Berechnung des Therapievorsignals 

181
      // im Bereich zwischen 63000 und 65000 mHz

182
183
      FCW = (signal*4294967296 / 3600) / 1000; // FCW für Therapiesignal DDS

184
      // Umwandlung mHz in Hz mit drei Nachkommastellen durch FCW / 1000

185
186
      Pulsmess = FALSE;

187
      } //else if

188
  } //while

189
} //main