7.5.3 Программируемый массив счетчиков (pca)

Данный модель реализует расширенные функции встроенных таймеров, при котором требует минимального вмешательства со стороны процессора и программы.

В общем виде структура PCAмодуля выглядит следующим образом:

Состоит из специального 16-ти разрядного таймера и 6-ти 16-ти разрядных модулей захвата сравнения.

Таймер-счетчик модуля PCA.

Представляет собой 16-ти разрядный сдвоенный счетчик ,состоящий из 2-х

8-ми разрядных буферных регистров. Таймер-счетчик предназначен для тактирования и задания режима в работы модулей захвата сравнения. Таймер тактируется программируемым внутренним сигналом, в качестве которого могут использоваться:

--системный тактовый сигнал с К=1/4, 1/12,1/16

--внутренний генератор ECI

--функция переполнения таймера «0»

--сигнал с внешнего вывода «0»

Структура таймера выглядит следующим образом:

При переполнении данного таймера устанавливается флаг события, вызывающий прерывание. Организовывает работу таймера модуля PCAрегистры специального назначения:

--регистр управления (индекс С)

--регистр выбора режима (с индексом D)

--сдвоенный PCA(Н,L)

7.6 Модули захвата сравнения pca

Представляют собой 6 независимых модулей, работающих в нескольких режимах. Каждый модуль захвата сравнения имеет собственную линию ввода-вывода, которую посредством матрицы соединяется внешней линией микроконтроллера. Каждый модуль независимо настраивается в 1-н из 6-ти режимов:

1)захват инициирован по фронту сигнала

2)программировать таймер

3)высокоскоростной выход

4)выход сигнала заданной частоты

5)8-ми разрядный широко импульсный модулятор (ШИН)

6)16-ти разрядный ШИН

Для управления каждым модулем и его настройкой используются регистры специального назначения. Каждый модуль содержит два 8-миразрядных буферных регистра захвата сравнения.

1. Режим захвата

Активный фронт сигнала на внешней линии модуля захвата сравнения приводит к загрузке текущего значения таймера счетчика в буферный регистр указанного модуля захвата сравнения.

Существует несколько подрежимов, определяющих фронт захвата. (передний или задний или оба). В ходе работы, когда происходит захват, формируется флаг захвата сравнения, который генерирует прерывание. Режим используется для измерения временных параметров внешних сигналов(длительность импульсов, период, задержка импульсов)

Структура режима захвата

2. Режим программирования таймера

В этом режиме текущее значение таймера счетчика постоянно сравнивается с 16-тиричным значением загруженным в буферный регистр модуля.

При совпадении эти значений генерируется флаг события и может формироваться прерывание (генерироваться прерывание)

Структура режима программного таймера

3. Режим высокоскоростного вывода

В данном режиме каждый раз когда происходит совпадение текущего значения таймера счетчика и содержимого регистра захвата сравнения логический уровень выходного сигнала на внешней линии данного модуля инвертируется.

4)Режим вывода сигнала заданной частоты

В этом режиме на выходной линии соответствующего модуля генерируется сигнал прямоугольной формы с программируемой частотой f. При этом содержимое старшего байта регистра захвата сравнения определяет промежуток времени до инвертирования состояния сигнала о выходной линии. При этом длительность fвыходных сигналов равна :

f=f_sck/2*PCA CPU_0,1, где f_sck-тактовая частота

Содержимое младшего байта регистра захвата сравнения сравнивается с младшим байтом значения счетчика и при их совпадении сигнала на внешнем выходе инвертируется, а значение смещения, хранящейся в старшем байте-суммируется со значением младшего. Т. е формируются точные промежутки времени.

В общем случае работа выглядит следующим образом:

У таймера работает только младший байт в микроконтроллере.

5)Режим 8-ми разрядного ШИН

Предназначен для формирования на внешнем выходе сигнала с различным К заполнения. Частота этого сигнала fзависит от fтактирования заданного таймера. Для изменения коэффициента заполнения К, а именно отношения длительности импульса используется регистра захвата сравнения соответствующего модуля. При этом предназначение младшего байта, задающего таймера,становится равным значению младшего регистра модуля захвата сравнения на внешнем выводе модуля формируется сигнал «1». Переполнение таймера формирует на внешней линии данного модуля логический «0», при этом организуется автоматическая перезагрузка младшего разряда регистра сравнения с содержимым старшего без вмешательства со стороны программы.

Структура имеет вид:

Позволяет более точно задавать период Т выходного импульса динамически изменяя параметры выходного сигнала.

Широкий шаг дискретизации выходного сигнала- 1/256

Коэффициент заполнения импульса рассчитывается:

q=( )/256

6)Режим 16-ти разрядного счета

В этом режиме 16-ти разрядное значение регистра захвата сравнения определяет длительность времени в течение которого модуль удерживается в уровне «0». Когда значение таймера сравнивается с содержимым регистра захвата сравнения, на выходной линии формируется сигнал «1», переполнение задающего таймера генерирует «0» на выходной линии. При этом отсутствует возможность перезагрузки нового значения.

Структура выглядит следующим образом:

Маленький шаг дискретизации выходного сигнала-1/65 535 (позволяет обеспечить шаг в 1 Гц).

Недостаток: отсутствует возможность управления периодом сигнала.

Коэффициент заполнения импульса рассчитывается:

q=(2¹⁶-PCAOCP)/2¹⁶

Для организации работы использовать следующие регистры специального назначения:

-регистры управления (выбирает режим работы)

-буферные регистры захвата сравнения (у каждого модуля-собственных 2 регистра)