PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

Если мы воспользуемся микроконтроллером PIC, работающим на частоте более 3.2 МГц (время исполнения команды менее 1.25 мкс), то для формирования временных интервалов, удовлетворяющих спецификации I²С, может потребоваться вставка коротких задержек между отдельными операциями. Например, если мы используем резонатор с частотой 20 МГц, то при выполнении следующих строк:

     bcf TRISA,SCL

; Выставить на линию НИЗКИЙ уровень, записав в порт 0

     bsf TRISA,SCL

; Сформировать на линии ВЫСОКИЙ уровень, переключив вывод на вход

длительности интервалов ВЫСОКОГО и НИЗКОГО уровней тактового сигнала будут составлять всего 0.2 мкс. Обычно короткие задержки формируются командами nop, каждая из которых выполняется за один машинный цикл (f_OSC/4). Соответственно, для формирования тактового сигнала частотой 400 кГц при 20-МГц резонаторе можно написать:

bcf PORTA,SCL; Выставляем НИЗКИЙ уровень

nop; 0.2 мкс

nop; 0.4 мкс

nop; 0.6 мкс

nop; 0.8 мкс

nop; 1.0 мкс

nop; 1.2 мкс

bsf PORTA,SCL; Выставляем ВЫСОКИЙ уровень

nop; 1.6 мкс

nop; 1.8 мкс

nop; 2.0 мкс

nop; 2.2 мкс

nop; 2.4 мкс

nop; 2.6 мкс

Разумеется, меньшее значение тактовой частоты потребует меньше операций nop. Вместо того чтобы корректировать наши подпрограммы в соответствии с используемым в каждом конкретном случае резонатором, мы воспользуемся макрокомандой Delay_600, код которой приведен в Программе 12.8. Эта макрокоманда вставляет в программу столько операций nop, сколько требуется для формирования задержки длительностью 600 нc (0.6 мкс), в зависимости от значения константы XTAL, заданной программистом. Например, чтобы запустить Программу 12.9 на микроконтроллере с 12-МГц резонатором, необходимо просто заменить строку

#define XTAL 20

на

#define XTAL 12

и перекомпилировать программу.

Программа 12.8. Макрокоманда формирования короткой задержки, независимой от частоты резонатора

Delay_600 macro; Формирует задержку длительностью 0.6 мкс

          if (XTAL <= 6)

          nop; Одна команда пор, если частота резонатора < 6 МГц

          endif

          if ((XTAL > 6) && (XTAL <= 13))

             nop; Две команды nор, если частота резонатора

             nop; от 6 до 13 МГц

          endif

          if (XTAL > 13)

             nop; Три команды пор, если частота резонатора

             nop; выше 13 КГц

             nop

             endif

         endm

В Программе 12.8 используются ассемблерные директивы условной компиляции if — endif. Директива if похожа на условный оператор языка Си (см. стр. 293) тем, что вставляет в программу все команды, расположенные между ней и последующей директивой endif, если аргумент директивы if имеет значение ИСТИНА. Например, выражение if ((XTAL>6&& (XTAL<=13)) означает, что если значение константы больше 6 и меньше или равно 13, то в программу будет вставлено две команды пор. При частоте 13 МГц время их выполнения будет равно примерно 600 нc. На практике различные команды, управляющие состоянием линий шины и выполняющие вспомогательные задачи, будут вносить дополнительные задержки, поэтому если необходимо достичь максимальной скорости передачи, то длительности задержек придется подбирать более точно.

Используя макрокоманду из Программы 12.8 и учитывая приведенный ниже инициализационный код (в котором из соображений удобства обращение к регистру направления порта А осуществляется с использованием косвенной адресации):

      include "p16f877a.inc"

        #define XTAL 20

SCL   equ 0

SDA   equ 1

MAIN movlw h’85’; Инициализируем регистр FSR,

         movwf FSR; чтобы он указывал на TRISA (регистр h’85’)

         bcf PORTA,SCL; Сбрасываем биты порта в 0, чтобы впоследствии

         bcf PORTA,SDA; можно было заставлять на линии НИЗКИЙ уровень

         bsf INDF,0; Формируем на линии тактового сигнала (TRISA[0])

         bsf INDF,1; и линии данных (TRISA[1]) ВЫСОКИЙ уровень