Лекція 16. Регістри керування Режими зниженого споживання

Методика роботи над складеною задачею включає ті ж самі етапи, що і при розв'язуванні простої: усвідомлення тексту, предметного змісту задачі, розбір задачі і пошук її розв'язання, складання плану і запис розв'язку, формулювання відповіді та перевірка.

Робота над складеною задачею проходить у декілька етапів.

На першому етапі учень знайомиться з умовою задачі, числовими даними, виділяє її питання.

На другому етапі виявляються залежності які існують між даними і шуканим. Школяр аналізує проблемну ситуацію, викладену в,задачі, відбирає ту інформацію, яка необхідна для розв'язування і відкидає несуттєве.

На третьому етапі складається план, де встановлюється послідовність розв'язування задачі.

На четвертому етапі, відповідно до плану, виконуються обчислення і встановлюється відповідь, проводиться перевірка розв'язання.

Для того, щоб навчити школярів читати складену задачу, вчитель повинен пояснити її особливості та відмінності від простої, домогтися від них усвідомлення прихованого числового даного, яке міститься в умові і натренувати їх у цьому. З цією метою доцільно використати такі прийоми:

1) текст умови задачі читає вчитель, а учні слухають;

2) текст умови задачі читає вчитель, а учні слідкують по тексту підручника;

3) вчитель викликає учня і пропонує йому прочитати умову вдачі вголос, а решта учнів

слідкують по тексту підручника;

4) всі учні читають задачу про себе, потім один із них читає її вголос;

5) школярі читають задачу про себе, а потім відповідають на питання вчителя, що означає кожне з даних задачі;

6) всі учні читають про себе, потім один з них передає зміст задачі своїми сливами.

У допоміжній школі сюжетні задачі розв'язуються арифметичним способом: або окремими діями, або складанням виразів. Деякі методисти (М.В. Богданова та інші) пропонують складені задачі програмного мінімуму поділити на 2 групи.

До 1 групи вони відносять задачі на 2 дії, до 2 групи - задачі на 3- 4 дії. Такий поділ
пояснюється тим, що вироблення вмінь розв'язувати задачі на 3 і більше дій опирається: не лише на знання типів простих задач і залежностей між величинами, а й вмінням учнів розв'язувати задачі на 2 дії.

У 2-му класі допоміжної школи учні вчаться розв'язувати вдачі на 2 дії першого ступеня на збільшення або зменшення числа на кілька одиниць. Структура цих задач така, що при розв'язуванні дії над числами виконуються у порядку їх запису.

Методика вивчення РВД відсотків

Поняття про відсоток дається учням спеціальної школи після вивченнядесяткових дробів. Даючи визначення для розумово відсталих дітей, потрібно говорити не про відсоток числа, а просто про відсоток.

У допоміжній школі можна давати таке означення: відсоток (процент) - це дріб зі знаменником 100, яким має особливу назву(відсоток) і особливу форму запису (100% відсотків). Слово "відсоток" позначається знаком % .

В українській мові є два слова - відсоток і процент - які означають одне і те ж. Розумово відсталих школярів потрібно знайомити з обома (для того, щоб вони не відчували безпомічність, коли хтось інший вживає ці слова у своєму мовленні).

Десяткові дроби зі знаменником100 найбільш зручні для обчислень, тому шо в багатьох мірах метричної системи зустрічається одиничне відношення.

На основі поняття про відсоток і вмінь виразити (записати) числа у відсотках необхідно пояснити значення виразів, які часто зустрічаються на виробництві і у побуті.

Учні допоміжної школи повинні ознайомитись не лише з виразом цілого числа, але й десяткових дробів відсотками.

У цьому випадку вчитель при поясненні повинен також брати визначення відсотка: один відсоток це є сота частина числа.Отже, 0,03 = 1%; 0,02 =2%; 0,05 = 5%; 0,26 = 26%; 0,5 = 50%, тому що 0,5 = 0,50 - 50%; 1,7 = 170%. На підставі подібних міркувань, спостережень і порівняння десяткового дробу і числа, що виражає цей дріб увідсотках, деякі учні можуть зробити висновок: щоб десятковий дріб замінити відсотками, потрібно перенести кому вправо на два знаки і поставити знак %.

Замість відсутніх знаків ставляться нулі. Звичайний дріб також можна виразити (замінити) відсотками. Для цього його потрібно перетворити в десятковий дріб і застосувати правило заміни десяткового дробу відсотками.

Учні допоміжної школи також знайомляться і зі зворотними діями - тобто перетворенням відсотків десятковим дробом або звичайним.

На основі спостережень і порівняння числа відсотків і дробу який виражає це число, учні підводяться до висновку: щоб виразити відсотки

десятковим або простим дробом, потрібно кому перенести на два знаки ліворуч і знак % написати: 20% = 0,2; 300% = 3.

Розв'язання задач на відсотки є досить складним завданням для розумово відсталих дітей. Розглядають три основних типи задач на відсотки:

1) на знаходження відсотків даного числа;

2) на знаходження числа за його відсотками;

3) на знаходження відсоткового відношення двох чисел.

Програмою допоміжної школи передбачено розв'язання задач на знаходження одного або декількох відсотків від числа, а також на знаходження числа по одному відсотку.

Щоб знайти кілька відсотків даного числа, досить дане число поділити на 100 і помножити результат на число відсотків.

Щоб знайти число за його відсотками, досить відому частину числа поділити на число відсотків і результат помножити на 100.

Лекція 16. Регістри керування Режими зниженого споживання

1. Регістр керування MCU – MCUCR

Початкове значення всіх біт – 0.

• Біт 7 – Зарезервований

• Біт 6 – SE: Дозвіл режиму «сну» SE біт повинний бути встановлений у стан 1, щоб при виконанні інструкції SLEEP MCU перейшов у режим «сну». Щоб уникати переходу MCU у режим "сну" раніш, ніж це буде потрібно програмісту, рекомендується встановлювати біт SE безпосередньо перед виконанням команди SLEEP.

• Біти 5,4 – SM1/SM0: вибір типів режиму «сну»

Цей біт визначає вибір типу режиму «сну» із трьох доступних, як показано в наступній таблиці: SM1 SM0 Режим «сну»

• Біти 3,2 – ICS11/ICS10: Керування завданням зовнішнього переривання 1 ICS11 ICS10

• Біти 1,0 – ICS01/ICS00: Керування завданням зовнішнього переривання 1 ICS01 ICS00

2. Регістр стану SREG

• Біт 7 –I: Глобальний дозвіл переривань

Біт глобального дозволу переривань повинний бути встановлений у стан 1 для дозволу використання переривань. Дозвіл окремих переривань виконується в регістрах маски переривань – GIMSK і TIMSK.

Якщо біт глобального дозволу переривань обнулено, жодне з переривань не буде виконуватися незалежно від значень GIMSK і TIMSK.

I-битий обнулюється апаратними засобами після того, як відбулося переривання, і встановлюється командою RETI, щоб дати можливість виконання наступних переривань.

• Біт 6 – T: Біт збереження копії

Команди копіювання біт BLD (завантаження біта) і BST (збереження біта) використовують T біт як джерело й адресат для використовуваного біта. За допомогою команди BST біт може бути скопійований з регістра в області регістрів у біт Т, і біт Т може бути скопійований у біт регістра в області регістрів за допомогою команди BLD.

• Біт 5 –H: Прапорець половинного переносу

Цей прапорець інформує про перенос з молодшої половини байта при деяких арифметичних операціях. Більш докладно про це можна прочитати в описі системи команд.

• Біт 4 – S: Знаковий біт

S-біт завжди є «виключаючим чи» між прапорцем N і прапорцем двійкового переповнення V.

• Біт 3 – V: Прапорець переповнення доповнення до двох

Цей прапорець підтримує арифметику з доповненням до двох. Більш докладно про це можна прочитати в описі системи команд.

• Біт 2 – N: Прапорець негативного результату

N указує на негативний результат після різних арифм. і логічних операцій.

• Біт 1 – Z:Прапорець нуля

Z указує на нульовий результат після різних арифм. і логічних операцій.

• Біт 0 –C: Прапорець переносу

C указує на перенос в арифметичній чи логічній операції.

3. Режими зниженого енергоспоживання.

AVR функціонують в широкому діапазоні напруг живлення від 1,8 до 6,0 Вольт. Енергоспоживання в активному режимі залежить від величини напруги живлення, від частоти, на якій працює AVR і від конкретного типу МК. Докладні специфікації звичайно приводяться в оригінальній технічній документації Atmel Corp. Температурні діапазони роботи мікроконтролерів AVR - комерційний (0С...70С) і індустріальний (-40С...+85С). На жаль, корпорація Atmel не випускає і не планує випускати AVR для роботи в автомобільному (-40С...+125С) і військовому (-55С...+125С) температурних діапазонах.

AVR - мікроконтролери можуть бути переведені програмним шляхом в один з шести режимів зниженого енергоспоживання. Для різних сімейств AVR і різних мікроконтролерів в межах кожного сімейства змінюються кількість і поєднання доступних режимів зниженого енергоспоживання. Докладну інформацію можна знайти в оригінальній технічній документації Atmel Corp. Ось перелік можливих режимів:

 Режим холостого ходу (IDLE), в якому припиняє роботу тільки процесор і фіксується вміст пам'яті даних, а внутрішній генератор синхросигналів, таймери, система переривань і WATCHDOG-таймер продовжують функціонувати.

 Режим мікроспоживання (Power Down), в якому зберігається вміст регістрового файлу, але зупиняється внутрішній генератор синхросигналів. Вихід з Power Down можливий або по загальному скиданню МК, або по сигналу (рівень) від зовнішнього джерела переривання. При включеному WATCHDOG-таймері струм споживання в цьому режимі складає близько 60...80 мкА, а при вимкненому - менше 1 мкА для всіх типів AVR. Вищенаведені значення справедливі для величини напруги живлення 5 В.

 Режим збереження енергії (Power Save), який реалізований тільки у тих AVR, які мають в своєму складі систему реального часу. В основному, режим Power Save ідентичний Power Down, але тут допускається незалежна робота додаткового таймера/лічильника RTC. Вихід з режиму Power Save можливий по перериванню, викликаному або переповненням таймера/лічильника RTC, або спрацюванням блоку порівняння цього лічильника. Струм споживання в цьому режимі складає 6...10 мкА при напрузі живлення 5 В на частоті 32,768 кГц.

 Режим придушення шуму при роботі аналого-цифрового перетворювача (ADC Noise Reduction). Як вже наголошувалося, в цьому режимі зупиняється процесорне ядро, але дозволена робота АЦП, двопровідного інтерфейсу I2C і сторожового таймера.

 Основний режим очікування (Standby). Ідентичний режиму Power Down, але тут робота тактового генератора не припиняється. Це гарантує швидкий вихід МК з режиму очікування всього за 6 тактів генератора.

 Додатковий режим очікування (Extended Standby). Ідентичний режиму Power Save, але тут робота тактового генератора теж не припиняється. Вихід МК з режиму очікування також 6 тактів генератора.

МК mega64, mega103 і mega128 мають ще одну примітну архітектурну особливість, що дозволяє значно понизити енергоспоживання всього кристала в цілому, коли в процесі роботи виникають вимушені паузи очікування. В цьому випадку доцільно зменшити струм споживання центрального процесора і периферійних пристроїв як в активному режимі, так і в режимі холостого ходу, знизивши основну тактову частоту МК. Для цієї мети на кристалі розміщений спеціальний переддільник, що дозволяє ділити основну тактову частоту на ціле число в діапазоні від 2 до 129. Включення/виключення даної функції здійснюється однією короткою командою в програмі.