Лекция №10. Программируемый интервальный таймер

Содержание лекции: схема включения программируемого интервального таймера в микропроцессорную систему, его адресация, коды выбора одного из счетчиков, режимы работы.

Цели лекции: изучить назначение входов и выходов программируемого интервального таймера, способы его инициализации, режимы работы.

 На рисунке 26 приведена типичная схема включения программируемого интервального таймера (ПИТ или PIT-Programmable Interval Timer) в микропроцессорную систему. Из этого рисунка 26 видно, что ПИТ содержит три независимых шестнадцатиразрядных синхронных вычитающих счетчика CTi с синхронной загрузкой кода. Назначение выводов счетчиков следующее: CLKi - вход сигнала тактовой  частоты, G(ATE)i - вход   управления запуском/остановом счета. OUTi - выход сигнала.

Рисунок 26 - Схема включения ПИТ в микропроцессорную систему

Как показано на рисунке 26, вход Chip Select (CS) соединен с 0-м выходом дешифратора (DC) адреса. В соответствии с логикой работы DC при обращении микропроцессора (CPU) к ПИТ на управляющих входах OE должны быть активные уровни: A7=1, A6=A5=0. На адресных входах дешифратора для активизации 0-го выхода должен быть помещен двоичный код A4=A2=A1=0. С учетом приведенных ранее битов A1,A0 таймер имеет адреса, представленные в таблице 29.

Т а б л и ц а 29

ЛИНИИ ШИНЫ АДРЕСА								СЧЕТЧИК/ РЕГИСТР УПРАВЛЕНИЯ	АДРЕС (HEX)
A 7	A6	A5	A4	A3	A2	A1	A0
1	0	0	0	0	0	0	0	CT0	80
1	0	0	0	0	0	0	1	CT1	81
1	0	0	0	0	0	1	0	CT2	82
1	0	0	0	0	0	1	1	CSR	83

Из таблицы 30 видно, что входы A1,A0 осуществляют выбор одного из трех счетчиков (CT0-CT2) или  регистра управления (CSR).

Остальные выводы выполняют функции, аналогичные функциям других микросхем этого комплекта

Т а б л и ц а 30

А1	A0	СЧЕТЧИК/ РЕГИСТР УПРАВЛЕНИЯ
0	0	CT0
0	1	CT1
1	0	CT2
1	1	CSR

Установка режима работы каждого счетчика производится программно путем записи байта управления и начального значения коэффициента деления Ni (модуля счета).

Формат управляющего байта представлен в таблице 31.

Как видно из таблицы 31, два старших бита D7,D6 байта управления определяют номер регистра управления соответствующего счетчика, а биты D5,D4 задают способ записи модуля счета Ni i-го  счетчика.

Если 3 <= Ni <=255, то коэффициент деления i-го счетчика можно программно загрузить одним младшим байтом, старший байт, значение которого равно 0 будет записан таймером в счетчик автоматически (D5=0,D4=1).

Если 256 <= Ni <2¹⁶ и кратно 256, то коэффициент деления i-го счетчика можно программно загрузить одним старшим байтом, младший байт, значение которого равно 0, будет записан таймером в счетчик автоматически (D5=1,D4=0).

И наконец, если 256 < Ni <2¹⁶ и не кратно 256, то коэффициент деления i-го счетчика нужно загружать двумя байтами (D5=1,D4=1).

Т а б л и ц а 31

D3	D2	D1			Формат записи Ni в счетчик	D0
0	0	0	Режим 0		З апись Ni двоичным кодом	0
0	0	1	Режим 1		Запись Ni двоично-десятичным кодом	1
x	1	0	Режим 2
x	1	1	Режим 3
1	0	0	Режим 4
1	0	1	Режим 5

Продолжение таблицы 31

D7	D6	Номер счетчика		Способ загрузки Ni в счетчик	D5	D4
0	0	Счетчик 0 (CT0)		Ф иксация Ni	0	0
0	1	Счетчик 1 (CT1)		Загрузка Ni одним младшим байтом	0	1
1	0	Счетчик 2 (CT2)		Загрузка Ni одним старшим байтом	1	0
1	1	Запрет		Загрузка Ni двумя байтами	1	1

Биты D3,D2,D1 определяют форму выходного сигнала. В режимах 0,2,3,4 счет разрешается при GATE=1 и останавливается при  GATE=0. В режимах 1 и 5 для начала счета на вход GATE необходимо подать положительный перепад.

Бит D0 регламентирует формат записи кода Ni в счетчик.  Если D0=0, загружаемый код трактуется счетчиком, как двоичный - в противном случае как двоично-десятичный.

Рассмотрим режимы работы ПИТ, показанных на рисунках 27 – 31.

Режим 0. Программируемая задержка времени. На выходе OUTi формируется положительный перепад через время Tвых = Tвх * (Ni + 1). Tвх - период повторения импульсов на входе CLKi.

Рисунок 27 – Пример режима 0

Режим 1. Генератор одиночного импульса заданной длительности. Длительность отрицательного импульса определяется следующим соотношением: Tвых = Tвх * Ni.

Рисунок 28 – Пример режима 1

Режим 2. Генератор периодической последовательности импульсов со скважностью Q>2. Частота следования импульсов на выходе счетчика: Fвых = Fвх / Ni. Fвых =  1 / Tвых и Fвх = 1 / Tвх. Скважность - отношение периода повторения к длительности импульса ( Tвых/Tи).

Рисунок 29 – Пример режима 2

Режим 3. Генератор периодической последовательности импульсов со скважностью Q=2 (меандр). Частота следования импульсов на выходе счетчика такая же, как и во втором режиме.

Рисунок 30 - Пример режима 3

Режимы 4 и 5. Программно и аппаратно управляемый строб-импульс. В режиме 4 формируется короткий импульс длительностью Tвх с задержкой Tвых = Tвх*(N +1). А в режиме 5 формируется такой же импульс  с задержкой Tвых = Tвх*N.

Рисунок 31 - Пример режимов 4 и 5