GPS_Uhr.asm


1
;GPS Uhr

2
;2008 Björn Wieck

3
;Dieses Programm liest aus dem Datenstrom eines NMEA-GPS-Empfängers die UTC-Uhrzeit und das

4
;Datum aus und zeigt beides auf einem LCD-Display an.

5
;Das Programm sucht nach der Zeichenfolge $GPRMC und wertet die Enthaltenen Daten aus.

6
;

7
;Typische Zeichenfolge für NMEA: 

8
;$GPRMC,191410,A,4735.5634,N,00739.3538,E,0.0,0.0,181102,0.4,E,A*19

9
;       ^^^^^^                                    ^^^^^^        ^^^

10
;       Uhrzeit                                   Datum         Ende+Prüfsumme

11
12
13
14
.include "m8def.inc"

15
 

16
.def temp = R16

17
.def temp1 = R17

18
.def temp2 = R18

19
.def temp3 = R19

20
.def temp4 = R20

21
 

22
.equ F_CPU = 3685400                             ; Systemtakt in Hz

23
.equ BAUD  = 4800                               ; Baudrate

24
 

25
; Berechnungen

26
.equ UBRR_VAL   = ((F_CPU+BAUD*8)/(BAUD*16)-1)  ; clever runden

27
.equ BAUD_REAL  = (F_CPU/(16*(UBRR_VAL+1)))     ; Reale Baudrate

28
.equ BAUD_ERROR = ((BAUD_REAL*1000)/BAUD-1000)  ; Fehler in Promille

29
 

30
.if ((BAUD_ERROR>10) || (BAUD_ERROR<-10))       ; max. +/-10 Promille Fehler

31
  .error "Systematischer Fehler der Baudrate grösser 1 Prozent und damit zu hoch!"

32
.endif

33
34
35
;IRQ-Sprungtabelle

36
.org 0x00

37
    rjmp main        ; Reset Handler

38
    reti ;rjmp EXT_INT0    ; IRQ0 Handler

39
    reti ;rjmp EXT_INT1    ; IRQ1 Handler

40
    reti ;rjmp TIM2_COMP  ; Timer2 Compare Handler

41
    reti ;rjmp TIM2_OVF    ; Timer2 Overflow Handler

42
    reti ;rjmp TIM1_CAPT  ; Timer1 Capture Handler

43
    reti ;rjmp TIM1_COMPA  ; Timer1 CompareA Handler

44
    reti ;rjmp TIM1_COMPB  ; Timer1 CompareB Handler

45
    reti ;rjmp TIM1_OVF    ; Timer1 Overflow Handler

46
    reti ;rjmp TIM0_OVF    ; Timer0 Overflow Handler

47
    reti ;rjmp SPI_STC    ; SPI Transfer Complete Handler

48
    rjmp USART_RXC      ; USART RX Complete Handler

49
    reti ;rjmp USART_UDRE  ; UDR Empty Handler

50
    reti ;rjmp USART_TXC  ; USART TX Complete Handler

51
    reti ;rjmp ADC      ; ADC Conversion Complete Handler

52
    reti ;rjmp EE_RDY    ; EEPROM Ready Handler

53
    reti ;rjmp ANA_COMP    ; Analog Comparator Handler

54
    reti ;rjmp TWSI      ; Two-wire Serial Interface Handler

55
    reti ;rjmp SPM_RDY    ; Store Program Memory Ready Handler

56
57
; Hauptprogramm

58
59
main:

60
    cli

61
    ; Stackpointer initialisieren

62
 

63
    ldi     temp, LOW(RAMEND)

64
    out     SPL, temp

65
    ldi     temp, HIGH(RAMEND)

66
    out     SPH, temp

67
 

68
;IO-Ports initalisieren

69
  ldi temp,0b11111111      ;PortB, Bit 0-7 auf Ausgang stellen

70
  out DDRB, temp

71
  ldi temp,0b00000000      ;PortD, Bit 0-7 auf Eingang stellen

72
  out DDRD, temp

73
74
 

75
    ; Baudrate einstellen

76
 

77
    ldi     temp, HIGH(UBRR_VAL)

78
    out     UBRRH, temp

79
    ldi     temp, LOW(UBRR_VAL)

80
    out     UBRRL, temp

81
 

82
    ; Frame-Format: 8 Bit

83
 

84
    ldi     temp, (1<<URSEL)|(3<<UCSZ0)

85
    out     UCSRC, temp

86
 

87
    sbi     UCSRB, RXCIE                ;Interrupt bei Empfang

88
    sbi     UCSRB, RXEN                 ;RX (Empfang) aktivieren

89
90
    rcall   lcd_init          ;LCD initalisieren

91
  rcall   lcd_clear          ;LCD löschen

92
93
    sei                                 ;Interrupts global aktivieren

94
    

95
loop:

96
;Uhrzeit parsen und auf lcd ausgeben

97
98
    ldi     r30,LOW(GPRMC)            ;den Z-Pointer mit dem Start der GPRMC Bytes laden

99
    ldi     r31,HIGH(GPRMC)

100
  ldd   temp1, Z + 0x01        ;Stunde links

101
  rcall  lcd_data

102
  ldd   temp1, Z + 0x02        ;Stunde rechts

103
  rcall  lcd_data

104
  ldi    temp1, ':'          ;trenner

105
  rcall  lcd_data

106
  ldd   temp1, Z + 0x03        ;Minute links

107
  rcall  lcd_data

108
  ldd   temp1, Z + 0x04        ;Minute rechts

109
  rcall  lcd_data

110
  ldi    temp1, ':'          ;trenner

111
  rcall  lcd_data

112
  ldd   temp1, Z + 0x05        ;Sekunde links

113
  rcall  lcd_data

114
  ldd   temp1, Z + 0x06        ;Sekunde rechts

115
  rcall  lcd_data

116
  ldi temp1, 0b11000000         ;LCD umschalten auf Zeile 2

117
  rcall lcd_command

118
119
120
121
;Datum parsen und auf LCD ausgeben

122
;dieser Teil ist aufwendiger weil eine $GPRMC-Zeile nicht immer gleich lang ist

123
;die Anzahl der Kommas ist immer gleich.

124
 

125
  ldi    temp4,0            ;Kommazähler löschen

126
    ldi     r30,LOW(GPRMC)            ;den Z-Pointer mit dem Start der GPRMC Bytes laden

127
    ldi     r31,HIGH(GPRMC)

128
dateloop1:

129
  ld    temp, Z+          ;Byte holen

130
  cpi    temp, ','          ;und mit (ASCII) Komma vergleichen

131
  brne  dateloop1          ;wenn kein Komma dann nächstes Byte holen

132
  inc temp4              ;Komma gefunden, Kommazähler erhöhen

133
  cpi temp4, 9            ;wenn 9 Kommas gezählt sind

134
  breq readdate            ;Datum auslesen

135
  rjmp dateloop1

136
readdate:

137
  ld    temp1, Z+          ;Tag links

138
  rcall  lcd_data

139
  ld    temp1, Z+          ;Tag rechts

140
  rcall  lcd_data

141
  ldi    temp1, '.'          ;Trenner einfügen

142
  rcall  lcd_data

143
  ld    temp1, Z+          ;Monat links

144
  rcall  lcd_data

145
  ld    temp1, Z+          ;Monat rechts

146
  rcall  lcd_data

147
  ldi    temp1, '.'          ;trenner einfügen

148
  rcall  lcd_data

149
  ld    temp1, Z+          ;Jahr links

150
  rcall  lcd_data

151
  ld    temp1, Z+          ;Jahr rechts

152
  rcall  lcd_data

153
  ldi temp1, 0b10000000        ;LCD umschalten auf Zeile 1

154
  rcall lcd_command

155
  ldi temp1, 0b00000010        ;LCD Cursor home 

156
  rcall  lcd_command

157
158
; etwas Pause damit die Anzeige stabiler ist.

159
160
  rcall  delay5ms

161
  rcall  delay5ms

162
  rcall  delay5ms

163
  rcall  delay5ms

164
  rcall  delay5ms

165
  rjmp loop

166
167
168
169
;Interruptroutine: wird ausgeführt sobald ein Byte über UART empfangen wurde

170
 

171
USART_RXC:

172
    push    temp                        ; temp auf dem Stack sichern

173
    in      temp, sreg                  ; SREG sichern

174
    push    temp

175
    

176
    in      temp, UDR                   ; UART Daten lesen

177
    cpi     temp, '$'                   ; empfangenes Byte mit '$' vergleichen

178
    brne    int_rxc_ende                ; wenn nicht gleich, dann zu int_rxc_ende

179
rxloop1:

180
  sbis  UCSRA, RXC

181
    rjmp rxloop1

182
  in      temp, UDR                   ; UART Daten lesen

183
    cpi     temp, 'G'                   ; empfangenes Byte mit 'G' vergleichen

184
    brne    int_rxc_ende                ; wenn nicht gleich, dann zu int_rxc_ende

185
rxloop2:

186
  sbis  UCSRA, RXC

187
    rjmp rxloop2

188
    in      temp, UDR                   ; UART Daten lesen

189
    cpi     temp, 'P'                   ; empfangenes Byte mit 'P' vergleichen

190
    brne    int_rxc_ende                ; wenn nicht gleich, dann zu int_rxc_ende

191
rxloop3:

192
  sbis  UCSRA, RXC

193
    rjmp rxloop3

194
    in      temp, UDR                   ; UART Daten lesen

195
    cpi     temp, 'R'                   ; empfangenes Byte mit 'R' vergleichen

196
    brne    int_rxc_ende                ; wenn nicht gleich, dann zu int_rxc_ende

197
rxloop4:

198
  sbis  UCSRA, RXC

199
    rjmp rxloop4

200
    in      temp, UDR                   ; UART Daten lesen

201
    cpi     temp, 'M'                   ; empfangenes Byte mit 'M' vergleichen

202
    brne    int_rxc_ende                ; wenn nicht gleich, dann zu int_rxc_ende

203
rxloop5:

204
  sbis  UCSRA, RXC

205
    rjmp rxloop5

206
    in      temp, UDR                   ; UART Daten lesen

207
    cpi     temp, 'C'                   ; empfangenes Byte mit 'C' vergleichen

208
    brne    int_rxc_ende                ; wenn nicht gleich, dann zu int_rxc_ende

209
  rjmp  read_gprmc          ;$GPRMC-String wurde erkannt

210
211
int_rxc_ende:

212
213
    pop     temp

214
    out     sreg, temp                  ; SREG wiederherstellen

215
    pop     temp                        ; temp wiederherstellen

216
    reti

217
218
219
220
221
;$GPRMC-String wurde erkannt, String einlesen und ins SRAM kopieren

222
  

223
read_gprmc:

224
225
    ldi     r30,LOW(GPRMC)            ; den Z-Pointer mit dem Start der GPRMC Bytes laden

226
    ldi     r31,HIGH(GPRMC)

227
rxloop6:

228
  sbis  UCSRA, RXC          ; UART Daten lesen

229
  rjmp rxloop6

230
  in    temp, UDR

231
  cpi    temp, '*'          ;empfangenes Byte mit '*' (Stringende) vergleichen

232
  breq    int_rxc_ende              ;wenn gleich, dann zu int_rxc_ende

233
  st    Z+,temp            ;empfangenes Byte im SRAM ablegen und Z erhöhen

234
  rjmp rxloop6

235
236
237
238
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

239
;;                 LCD-Routinen                ;;

240
;;                 ============                ;;

241
;;              (c)andreas-s@web.de            ;;

242
;;                                             ;;

243
;; 4bit-Interface                              ;;

244
;; DB4-DB7:       PB0-PB3                      ;;

245
;; RS:            PB4                          ;;

246
;; E:             PB5                          ;;

247
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

248
249
 

250
 

251
 ;sendet ein Datenbyte an das LCD

252
lcd_data:

253
           mov temp2, temp1             ;"Sicherungskopie" für

254
                                        ;die Übertragung des 2.Nibbles

255
           swap temp1                   ;Vertauschen

256
           andi temp1, 0b00001111       ;oberes Nibble auf Null setzen

257
           sbr temp1, 1<<4              ;entspricht 0b00010000

258
           out PORTB, temp1             ;ausgeben

259
           rcall lcd_enable             ;Enable-Routine aufrufen

260
                                        ;2. Nibble, kein swap da es schon

261
                                        ;an der richtigen stelle ist

262
           andi temp2, 0b00001111       ;obere Hälfte auf Null setzen 

263
           sbr temp2, 1<<4              ;entspricht 0b00010000

264
           out PORTB, temp2             ;ausgeben

265
           rcall lcd_enable             ;Enable-Routine aufrufen

266
           rcall delay50us              ;Delay-Routine aufrufen

267
           ret                          ;zurück zum Hauptprogramm

268
269
 ;sendet einen Befehl an das LCD

270
lcd_command:                            ;wie lcd_data, nur ohne RS zu setzen

271
           mov temp2, temp1

272
           swap temp1

273
           andi temp1, 0b00001111

274
           out PORTB, temp1

275
           rcall lcd_enable

276
           andi temp2, 0b00001111

277
           out PORTB, temp2

278
           rcall lcd_enable

279
           rcall delay50us

280
           ret

281
282
 ;erzeugt den Enable-Puls

283
lcd_enable:

284
           sbi PORTB, 5                 ;Enable high

285
           nop                          ;3 Taktzyklen warten

286
           nop

287
           nop

288
           cbi PORTB, 5                 ;Enable wieder low

289
           ret                          ;Und wieder zurück                     

290
291
 ;Pause nach jeder Übertragung

292
delay50us:                              ;50us Pause

293
           ldi  temp1, $42

294
delay50us_:dec  temp1

295
           brne delay50us_

296
           ret                          ;wieder zurück

297
298
 ;Längere Pause für manche Befehle

299
delay5ms:                               ;5ms Pause

300
           ldi  temp1, $21

301
WGLOOP0:   ldi  temp2, $C9

302
WGLOOP1:   dec  temp2

303
           brne WGLOOP1

304
           dec  temp1

305
           brne WGLOOP0

306
           ret                          ;wieder zurück

307
308
 ;Initialisierung: muss ganz am Anfang des Programms aufgerufen werden

309
lcd_init:

310
           ldi  temp3,50

311
powerupwait:

312
           rcall  delay5ms

313
           dec  temp3

314
           brne  powerupwait

315
           ldi temp1, 0b00000011        ;muss 3mal hintereinander gesendet

316
           out PORTB, temp1             ;werden zur Initialisierung

317
           rcall lcd_enable             ;1

318
           rcall delay5ms

319
           rcall lcd_enable             ;2

320
           rcall delay5ms

321
           rcall lcd_enable             ;und 3!

322
           rcall delay5ms

323
           ldi temp1, 0b00000010        ;4bit-Modus einstellen

324
           out PORTB, temp1

325
           rcall lcd_enable

326
           rcall delay5ms

327
           ldi temp1, 0b00101000        ;noch was einstellen...

328
           rcall lcd_command

329
           ldi temp1, 0b00001100        ;...nochwas...

330
           rcall lcd_command

331
           ldi temp1, 0b00000100        ;endlich fertig

332
           rcall lcd_command

333
           ret

334
335
 ;Sendet den Befehl zur Löschung des Displays

336
lcd_clear:

337
           ldi temp1, 0b00000001   ;Display löschen

338
           rcall lcd_command

339
           rcall delay5ms

340
           ret

341
342
343
344
        .DSEG

345
GPRMC:   .BYTE   200                     ;$GPRMC-String im SRAM