ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ИЗУЧЕНИЕ ТАЙМЕРОВ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА 8XC196КС
Цель работы: 1. Изучение структуры и функциональных возможностей таймеров микроконтроллера I8XC196КС
2. Изучение порядка программирования таймеров микроконтроллера I8XC196KC.
3. Подготовка программ с использованием интегрированной cреды.
1. Общие сведения
1.1. Таймеры
8XC196KC содержит два 16 битных таймера, Таймер 1 и Таймер 2, которые входят в состав быстродействующего модуля ввода -вывода (High-Speed Input-Output; HSIO).
Таймер 1 - стандартный, 16-битный таймер свободного доступа, который увеличивается один раз каждые восемь тактов. Напомним, что при частоте тактового генератора 8 МГц один такт составляет 250 наносекунд. Таймер 1 - всегда датчик времени для HSI (High-Speed Input) модуля. Он может также выбираться как датчик времени для HSO (High-Speed Output) модуля. Два байта регистра TIMER1 содержат счет Таймера1. Вы можете инициализировать Таймер 1 значением, отличным от нуля, записывая его в регистр TIMER1 в HWindow 15. Если Вы изменяете значение TIMER1 после инициализизации HSI модуля, Вы можете нарушить относительные времена между HSI событиями. Также, изменение значения TIMER1 после инициализизации HSO модуля с Таймером 1 в качестве датчика времени, может вызвать пропуск команд HSO.
Таймер 2 - программируемый 16-битный счетчик, который может использоваться как датчик времени для HSO модуля, как суммирующий/вычитающий счетчик, или как дополнительный счетчик. Он может также фиксировать внешние события.
Таймер 2 может синхронизироваться или внутренне или внешне. Когда выбирается внешняя синхронизация, Вы можете выбрать в качестве источника синхронизации или контакт T2CLK (P2.3) или контакт HSI.1.
Регистр Timer 1
TIMER 1
0B/0AH
Hwindow 0 (Read),HWindow 15 (Write)
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TIMER 1 (HI) |
TIMER 1 (LO) |
||||||||||||||
Максимальная скорость счета Таймера 2 - каждое время состояния ( быстрый режим приращения ) или каждые восемь времен состояния ( нормальный режим ).
Два байта регистра TIMER2 содержат значение Таймера 2. Вы можете инициализировать Таймер 2 значением, отличным от нуля, записывая его в регистр TIMER2 в HWindow 0. При использовании Таймера 2 как датчика времени для HSO, изменение значения TIMER2 после инициализизации HSO модуля, может заставить HSO пропускать команды.
Регистр Timer 2
TIMER 2
0D/0CH
Hwindow 0 (Read/ Write)
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TIMER 2 (HI) |
TIMER 2 (LO) |
||||||||||||||
1.2. Программирование таймера 2
1.2.1. Служебные регистры
Ниже приведены регистры, которые воздействуют на работу и функции Таймера 2.
Input/Output Control Register 0
IOC0
15H
HWindow 0 (Write), HWindow 15 (Read)
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
T2CLK SCR |
|
T2RSTSRC |
|
T2RST_ENA |
|
SW_T2RST |
|
Input/Output Control Register 2
IOC2
0BH
HWindow 0 (Write), HWindow 15 (Read)
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
T2UD_ENA |
FAST_T2_ENA |
Input/Output Control Register 3
IOC3
0CH
HWindow 1 (Write), HWindow 15 (Read)
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
R |
R |
R |
R |
|
|
|
T2_ENA |
Таблица 4.1
TIMER2 |
Содержит значение Таймера 2. |
T2CAPTURE |
Передний фронт на контакте P2.7 заставляет значение Таймера фиксироваться в этот регистр и генерирует прерывание Timer 2 Capture interrupt (INT11). |
INT_MASK1 |
Маска прерывания INT_MASK1 разрешает или запрещает прерывания Таймера 2. |
IOC0 |
Регистр управления 0. Выбирает внешние источники синхронизации и сброса для Таймера 2. |
IOC1 |
Регистр управления 1. Выбирает источник прерывания для прерывания “Переполнение Таймера” (Timer Overflow interrupt (INT07). ) |
IOC2 |
Регистр управления 2. Разрешает или запрещает режим быстрого инкремента (приращения), суммирующую/вычитающую функцию счётчика и границу переполнения для вызова прерыванияTimer 2 Overflow interrupt (INT12). |
IOC3 |
Регистр управления 3. Выбирает внутренний или внешний источник синхронизации для Таймера 2. |
В табл.4.2 приведены индивидуальные биты и контакты порта, которые управляют опциями Таймера 2. Столбец два приводит результат установки бита или контакта порта. Столбец три приводит результат очистки бита или контакта порта.
Таблица 4.2
Служебные биты и контакты Таймера 2
Контакты Порта /Биты регистра |
Бит = 1 |
Бит = 0 |
IOC0.1 |
Сброс Таймера 2 при каждой установке этого бита |
Нет действия. |
IOC0.3 |
Допускает внешний сброс |
Отключает внешний сброс |
IOC0.5 |
HSI.0-внешний источник сброса |
T2RST (P2.4) внешний источник сброса |
IOCO.7 |
HSI.1-внешний источник часов |
T2CLK (P2.3) - внешний источник часов |
|
Допускает |
Отключает |
IOC1.3 |
Таймер 2 как источник прерывания “Переполнение Таймера” (INT00) |
|
IOC2.0 |
Допускает режим быстрого приращения |
Отключает режим быстрого приращения |
IOC2.1 |
Допускает вычитающий счет |
Только суммирующий счёт |
IOC2.5 |
Прерывание на границе 7FFFH/8000H |
Прерывание на границе 0FFFFH/0000H |
T2UP-DN (P2.6) |
Вычитающий счет если IOC2.1 = 1 |
Суммирующий счет если IOC2.1 = 1 |
T2CAPTURE (P2.7) |
Фиксирует TIMER2 в T2CAPTURE когда происходит положительный переход на контакте P2.7 и логический уровень на нем остается устойчивым в течение одного времени состояния |
|
В целях лучшего понимания принципов программирования Таймера 2 на рисунке 4.1 приведена логика управления Таймером 2.
Fosc/4
IOC0.7
Fosc/32
Рис.4.1. Логика управления Таймером 2
1.2.2. Выбор источника синхронизации
Таймер 2 считает и отрицательные и положительные переходы. Он может синхронизироваться или внутренне или внешне, в зависимости от состояния бита T2_ENA в регистре IOC3 (IOC3.0) (на рис.4.1 вход “CLOCK”) . Установка IOC3.0 выбирает внутренний источник тактов; очистка выбирает внешний источник тактов.
Если для таймера выбран источник внешней синхронизации, бит T2CLK_SRC в регистре IOC0 (IOC0.7) определяет, какой контакт будет использоваться в качестве внешнего источника синхронизации: если IOC0.7 = 0, то контакт T2CLK (P2.3), а если IOC0.7 = 1, то контакт HSI.1 .
Когда Таймер 2 синхронизируется внешне, бит FAST_T2_ENA (IOC2.0) ( на рис. 4.1 вход SLOW#/FAST ) управляет максимальной входной частотой на внешнем контакте . Когда бит FAST_T2_ENA установлен ( быстрый режим приращения ), Таймер 2 увеличивается один раз за каждое время состояния.
Когда бит FAST_T2_ENA очищен (нормальный режим ), Таймер 2 увеличивается один раз каждые восемь времен состояния.
Когда Таймер 2 синхронизируется внутренне, бит FAST_T2_ENA (IOC2.0) выбирает входную частоту синхронизации. Когда бит FAST_T2_ENA установлен ( быстрый режим приращения ), частота синхронизации равна Fosc/4 и Таймер 2 увеличивается один раз за каждое время состояния. Когда бит FAST_T2_ENA очищен (нормальный режим ), частота синхронизации равна Fosc/32, и Таймер 2 увеличивается один раз каждые восемь времен состояния.
Если Таймер 2 - датчик времени для HSO модуля, используют нормальный режим. HSO требует, чтобы каждые восемь времен состояния производилась выборка (сканирование) всех записей содержащихся в файле CAM (Content-Addressable Memory - ассоциативной памяти). Если Таймер 2 использует быстрый режим приращения, HSO события могут быть пропущены.
1.2.3. Установка направления счета
Бит T2UD_ENA в регистре IOC2 (IOC2.1) управляет будет ли Таймер 2 считать:
- только вверх (суммирующий) ;
- или вверх (суммирующий) или вниз (вычитающий);
в зависимости от значения на контакте T2UP-DN(P2.6) ( на рис.4.1 вход UP#/DOWN ).
Если IOC2.1 очищен, Таймер 2 всегда считает вверх. Если IOC2.1 установлен и T2UP-DN = 0 , Таймер 2 считает вверх. Если IOC2.1 установлен и T2UP-DN = 1, Таймер 2 считает вниз.
Когда Таймер 2 - датчик времени для HSO модуля, не изменяйте направление счета, поскольку HSO события могут произойти в неправильном порядке.
1.2.4. Выбор сброса Таймера 2.
Таймер 2 может сбрасываться аппаратными средствами, программным обеспечением, или HSO модулем ( на рис.4.1 вход RESET ). Установка бита T2RST_ENA (IOC0.3) допускает внешний источник сброса. Установка бита T2RST_SRC (IOC0.5) выбирает контакт HSI.0, а его очистка выбирает контакт T2RST (P2.4) в качестве внешнего источника сигнала сброса Таймера 2 . Передний фронт выбранного сигнала сбрасывает Таймер 2.
Программное обеспечение может сбрасывать этот таймер установкой бита SW_T2RST (IOC0.1).
HSO может сбрасывать этот таймер выполняя команду сброса Таймера 2. (CMD_TAG = 0EH ). Эта опция сброса особенно полезна при использовании HSO модуля для генерации широтно-импульсных модулируемых выходов (pulse width modulated (PWM) outputs).