PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

Следует отметить, что включенный Таймер 1 увеличивает потребление микроконтроллера на величину порядка 20 мкА. Особенно следует обращать на это внимание, если Таймер 1 используется для вывода микроконтроллера из режима пониженного потребления, в котором потребление микроконтроллера с выключенной периферией составляет всего 0.9 мкА (все цифры приведены для моделей PIC16F87X).

* * *

Совместно с Таймером 1 (а также, как мы увидим позже, и с Таймером 2) используется один (например, в PIC16F62X) или два (например, в PIC16F87X) модуля захвата/сравнения/ШИМ (Capture/Compare/PWM — ССР). Каждый модуль ССР, по существу, состоит из 16-битного регистра (поскольку счетный регистр Таймера 1 является двухбайтным) и 16-битного цифрового компаратора для сравнения состояния Таймера 1 и содержимого регистра модуля ССР. Поскольку модули ССР1 и ССР2 практически идентичны (они используют один и тот же задающий Таймер 1[176]), отличаясь только различными контактами ввода/вывода ССР1 и ССР2, мы будем рассматривать модуль ССР1. Там, где это необходимо, различия между модулями будут указаны отдельно.

Модуль ССР выполняет три основных функции:

• При его работе в режиме захвата (Capture) появление заданного события на выводе, связанном с модулем ССР, вызывает копирование состояния счетного регистра Таймера 1 в регистр ССР. Эту возможность можно использовать для определения момента наступления данного события или его длительности с разрешением вплоть до 12.5 нc.

• При работе в режиме сравнения (Compare) в случае равенства счетного регистра Таймера 1 и содержимого регистра модуля ССР изменяется состояние соответствующего вывода модуля или осуществляется сброс Таймера 1. Эта возможность может использоваться для аппаратного формирования сигналов с разрешающей способностью 200 нc.

• При работе в режиме ШИМ (PWM) модуль ССР совместно с Таймером 2 может использоваться для аппаратного формирования сигнала с широтноимпульсной модуляцией разрядностью до 10 бит (разрешение 0.1 %) с программируемыми периодом и скважностью.

Во всех случаях, когда используется Таймер 1, он должен работать в синхронном режиме, т. е. бит  должен быть сброшен в 0.

Каждый модуль ССР имеет свой регистр управления, используемый для задания конфигурации модуля. Во всех случаях используемые модулями выводы необходимо вручную конфигурировать как вход или выход в соответствии с режимом работы модуля.

Работа модуля в режиме захвата показана на Рис. 13.6. В этом режиме имеются следующие подрежимы:

∙ 0000

При сбросе по питанию или по снижению напряжения питания все биты регистра обнуляются. При этом модуль ССР отключается, а предделитель сбрасывается. Чтобы избежать непредусмотренных прерываний при изменении режима работы модуля, его рекомендуется выключать перед сменой режима.

∙ 0100

По спадающему  фронту на выводе ССР1 оба байта счетного регистра Таймера 1 одновременно копируются в пару регистров CCPR1H: L. При этом устанавливается флаг прерывания CCP1IF (PIR1 [2]) и, при установленном бите маски CCP1IE (PIE1 [2]), генерируется прерывание.

Модуль ССР2 функционирует точно так же, за исключением того, что соответствующие биты флага CCP2IF и маски CCP2IE прерывания расположены в регистрах PIR2 (PIR2[0]) и PIE2 (Р1Е2[0]) соответственно. Причем во многих моделях среднего уровня эти биты являются единственными задействованными в указанных регистрах.

∙ 0101

Описанный выше процесс захвата производится по нарастающему  фронту на выводе модуля ССР.

∙ 0110

Захват производится по четвертому нарастающему фронту на выводе ССРn.

∙ 0111

Захват производится по шестнадцатому нарастающему фронту на выводе ССРn.

Рис. 13.6. «Захват» времени наступления события

После наступления заданного события процессор может считать сохраненное значение (время) либо в обработчике прерывания, либо после установки опрашиваемого флага CCPIF в 1. Если Таймер 1 после каждого события сбрасывается, то данное значение представляет собой время, прошедшее с момента наступления предыдущего события. Если же инкрементирование Таймера 1 не прекращается, то для определения времени между событиями достаточно вычесть новое значение из значения, запомненного во время предыдущего прерывания. Поскольку режим модуля ССР допускается изменять «налету», мы можем измерять интервал между нарастающим и спадающим фронтами на входе модуля ССР1, переключая между операциями захвата бит ССР1М[0]. При изменении режима возможна самопроизвольная установка флага прерывания ССР1IF. Чтобы предотвратить генерацию ложного прерывания, необходимо перед изменением режима сбрасывать бит ССР1IЕ, а после изменения режима — бит ССР1IF. Также можно использовать разные модули для захвата по каждому из фронтов, скажем, модуль ССР1 — для захвата по нарастающему фронту, а модуль ССР2 — для захвата по спадающему фронту (см. Пример 13.3).