PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

Очевидно, что появление активного фронта на входе T0CKI никак не синхронизировано с внутренним тактовым сигналом микроконтроллера. Чтобы можно было обычным образом считывать и изменять содержимое счетного регистра Таймера 0, потребовалось ввести узел синхронизации. Синхронизация осуществляется с использованием 2-ступенчатого сдвигового регистра, подключенного к тактовому входу счетного регистра Таймера 0. Работа синхронизатора вызывает задержку длительностью 2 машинных цикла (1 мкс при резонаторе частотой 8 МГц). Такая же задержка возникает между операцией записи нового значения в счетный регистр Таймера 0 (h’01’) и реальным обновлением его содержимого при работе таймера непосредственно от внутреннего тактового сигнала.

При переполнении Таймера 0 (11111111 —> 00000000) устанавливается флаг прерывания T0IF (INTCON[2]). Если при этом установлен бит разрешения прерывания T0IE (INTCON[5]), то автоматически будет сгенерировано прерывание (см. Рис. 7.3 на стр. 213).

Длительность каждого из интервалов ВЫСОКОГО и НИЗКОГО уровней внешнего сигнала, используемого для непосредственного тактирования Таймера 0, должна быть не менее 2t_OSC + 20 нc. Таким образом, при использовании 8-МГц резонатора (t_OSC = 125 нc), как T_high, так и 7iow должны быть не менее 270 нc, в результате чего максимальная частота счета составит 1.8 МГц. При использовании предделителя указанный минимальный суммарный период 4t_OSC + 40 нc может быть уменьшен в заданное число раз. При этом к сигналу, подаваемому на предделитель, предъявляется единственное требование — длительность его импульсов должна быть не менее 10 нc. Таким образом, при использовании коэффициента деления 256 на вход T0CKI можно подавать сигнал частотой 50 МГц.

Предделитель недоступен для чтения, поэтому таймер не является 16-битным счетчиком в строгом смысле этого слова. Чтение счетного регистра таймера не влияет на предделитель, а вот любая команда, осуществляющая запись в счетный регистр (например clrf h’01’, movwf h’01’), наряду с изменением состояния Таймера 0 сбрасывает как предделитель, так и узел синхронизатора тактового сигнала.

Как уже говорилось, после сброса предделитель подключен к сторожевому таймеру и для подключения его к таймеру необходимо сбросить бит PSA. Однако в результате этого переключения может произойти сброс микроконтроллера от сторожевого таймера, даже если последний выключен. Поэтому компания Microchip рекомендует перед изменением бита PSA выполнять команду clrwdt, как это сделано в следующем фрагменте кода. В данном фрагменте осуществляется инициализация предделителя следующими параметрами: коэффициент деления 4, вход T0CKI, инкрементирование по  фронту.

clrwdt ; Сбрасываем предделитель и сторожевой таймер

bsf STATUS,RP0; Переключаемся в 1-й банк

movlw b’11110001’; Внешний тактовый сигнал, активный фронт — спадающий

movwf OPTION_REG; Предделитель 1:4, подключенный к Таймеру 0

bcf STATUS,RP0; Возвращаемся в 0-й банк

Разумеется, переключать предделитель между Таймером 0 и сторожевым таймером можно и в процессе выполнения основной программы. По уже указанным причинам перед изменением регистра OPTION_REG следует выполнить команду clrwdt во избежание непроизвольного сброса от сторожевого таймера.

Таймер 0 используется главным образом либо для счета внешних событий, либо для измерения времени между внешними событиями. Кроме того, он может использоваться для управления выводами порта, позволяя отказаться от подпрограмм, формирующих временные задержки при помощи циклов.

Проиллюстрируем использование Таймера 0 в качестве счетчика событий на двух примерах. В первом примере, где мы также задействуем сторожевой таймер, производится подсчет консервных банок, перемещающихся по конвейеру (см. Рис. 13.4). После прохождения очередных 24 банок датчик должен сформировать импульс для упаковочной машины, чтобы заполненная коробка была заменена пустой. Длительность этого импульса должна составлять всего несколько микросекунд. Кроме того, необходимо предусмотреть двухбайтный счетчик, в котором будет накапливаться общее количество упакованных коробок с момента последнего сброса микроконтроллера. В конце смены это значение пересылается в центральный компьютер завода для инвентаризации.

Рис. 13.4.Подсчет консервных банок, проходящих по конвейеру

Сначала разберемся с секцией инициализации. Код этой секции, приведенный ниже, начинается с проверки флага . Если этот флаг сброшен, то фаза инициализации пропускается, поскольку сброс произошел из-за тайм-аута сторожевого таймера. В противном случае вывод T0CKI настраивается на вход, а вывод RB1 — на выход (на последнем формируется импульс управления упаковочной машиной).