5.6. Pca микроконтроллера 8051.
Несмотря на бурное развитие микроэлектроники за последнее время, по-прежнему во всем мире остаются популярными микроконтроллеры семейства MCS-51 фирмы Intel. Отличительной чертой последних моделей этих микросхем является наличие у них нового устройства РСА (Programmable Counter Array). Оно обеспечивает большие "временные" возможности по сравнению с обычными счетчиками-таймерами, которые имеются на кристалле, при этом достигается большая точность с меньшими затратами ресурсов ОЭВМ. РСА рекомендуется использовать для измерения таких параметров, как ширина импульса, частота, скважность, а так же для формирования прямоугольных импульсов на внешних выводах микроконтроллера. Это устройство имеется у моделей 80C51FA, 80C51FB, 80С51РС и 80C51GB.
РСА состоит из 16-разрядного таймера-счетчика и пяти 16-разрядных модулей сравнения-захвата (compare-capture), как показано на рисунке.
Таймер РСА
Таймер РСА является базой времени для пяти модулей и единственным таймером, обслуживающим РСА. На его счетный вход могут подаваться следующие сигналы:
тактовая частота/12,
тактовая частота/4,
сигнал переполнения от таймера 0,
внешний сигнал с контакта ЕС1(Р1.2).
Каждый модуль сравнения-захвата может работать в одном из следующих режимов:
захват по фронту и/или спаду,
программируемый таймер;
скоростной вывод,
генератор импульсов с заданной скважностью.
Кроме этого, четвертый модуль может работать в режиме сторожевого таймера (watchdog timer). Во время работы модуля в каком-либо режиме может формироваться запрос на прерывание. При этом все пять модулей и сигнал переполнения от РСА таймер-счетчика совместно используют один вектор прерывания. Внешние контакты устройства РСА и параллельного порта 1 совмещены. Контакты, которые не задействованы при работе РСА, могут использоваться для обычного ввода-вывода.
5.7. 16-разрядный таймер-счетчик устройства РСА микроконтроллера MCS-51.
16-разрядный таймер-счетчик РСА имеет два регистра СН и CL - старший и младший байты. Запись и чтение этих регистров возможно в любой момент времени. На рисунке представлена структурная схема РСА таймера-счетчика.
Структурная схема РСА таймера-счетчика.
На него могут подаваться следующие сигналы:
тактовая частота/12 (регистр CL за каждый машинный цикл увеличивает свое значение в момент S5P2, при внешнем резонаторе 16МГц это происходит каждые 750 нс.);
тактовая частота/4 (регистр CL за каждый машинный цикл увеличивает своезначение в моменты S1P2, S3P2, S5P2, при внешнем резонаторе 16МГц это происходит каждые 250 нс.);
переполнение от таймера 0 (регистр CL за каждый машинный цикл увеличивает свое значение в момент S5P2 при переполнении таймера 0):
внешний сигнал(регистр CLпосле обнаружения перепада 1-0 на контакте ECI(P1.2) увеличивает свое значение в первый из моментов S1P2, S3P2, S5P2, максимальная частота входного сигнала в этом режиме равна тактовой частоте/8).
СН увеличивает свое значение после двух тактов при переполнении CL.Для задания режимов работы РСА таймера-счетчика имеются регистр режимов РСА таймера-счетчика (CMOD) и регистр управления РСА таймером-счетчиком (CCON).