PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

Значения коэффициентов деления пред- и постделителя, а также управление Таймером 2 осуществляется с использованием регистра управления T2CON, как описано ниже. После сброса микроконтроллера все биты этого регистра сбрасываются, выключая Таймер 2 и устанавливая коэффициенты деления, равные 1.

Рис. 13.8.Упрощенная функциональная схема Таймера 2

∙ TMR2ON

Включение Таймера 2 осуществляется установкой бита T2CON[2] в 1.

∙ T2CKPS[1:0]

Инкрементирование счетного регистра таймера может осуществляться либо с частотой тактового сигнала f_OSC/4, или же с частотой, меньшей в 4 или 16 раз. Три возможные установки битов Т2СON[1:0] показаны на Рис. 13.8.

∙ TOUTPS[3:0]

Число периодов Таймера 2, после которых устанавливается флаг прерывания TMR2IF, может быть задано с помощью битов TOUTPS[3:0] (T2CON[5:2]). Этот 4-битный код n соответствует коэффициенту 1:(n + 1); от Ь’0000’ = 1:1 до Ь’1111’ = 1:16.

Преимуществом такой архитектуры является то, что подстройку точного значения периода тайм-аута можно осуществить без использования модуля ССР, просто записью требуемого значения в регистр периода. Длительность интервала до установки флага TMR2IF будет определяться выражением

(4/f_OSC) х Предделитель х (PR + 1) х Постделитель.

В качестве примера предположим, что нам необходимо формировать прерывание 100 раз в секунду. Если предположить, что микроконтроллер работает от резонатора с частотой 4 МГц, то, задав коэффициент деления предделителя равным 4, мы получим период тактового сигнала Таймера 2, равный 4 мкс. Если в регистр периода загрузить число 249, то период импульсов на выходе компаратора Таймера 2 составит 250 х 4 = 1 мс. А задав коэффициент деления постделителя, равный 10 (1001), получим период прерывания 10 мс (частота 100 Гц). Изменяя коэффициент деления постделителя от 1 до 16, мы сможем регулировать период генерации прерывания от 1 до 16 мс. Для точной подстройки периода с шагом, равным 4 х Постделитель [мкс], можно изменять содержимое регистра PR2.

Инициализационный код для этого примера выглядит следующим образом:

movlw b’01001101’; Постделитель 1:10 (1001), Таймер 2 вкл. (1)

movwf T2CON; Предделитель 1:4 (01)

bsf STATUS,RP0; Переключаемся в 1-й банк

movlw d’49’; Задаем период, равный 249

movwf PR2

bsf PIE1,TMR2IE; Разрешаем прерывание от Таймера 2

bcf STATUS,RP0; Возвращаемся в 0-й банк

bsf INTCON,PEIE; Разрешаем все прерывания от таймеров и модуле

bsf INTCON,GIE; Разрешаем прерывания

В компиляторе CCS имеется своя функция для инициализации Таймера 2 —

setup_timer_2(<режим>, <период>, <постделитель>):

       setup_timer_2(T2_DIV_BY_4, 249,10);

       enable_interrupts(INT_TIMER2);

       enable_intqrrypts(GLOBAL);

Содержимое счетного регистра таймера можно прочитать с помощью функции get_timer2 (), а изменить — с помощью функции set_timer_2 ().

В качестве одного из наиболее распространенных применений микроконтроллерных устройств можно назвать задачу управления силовыми цепями, такими как нагревательные элементы, осветительные приборы, а также управление скоростью электродвигателей. В принципе для этого можно было бы использовать цифро-аналоговый преобразователь, подобный изображенному на Рис. 12.16 (стр. 399), управляющий мощным усилителем. Однако такая схема линейного управления дорога и крайне неэффективна из-за большой мощности, рассеиваемой на усилителе. Гораздо эффективнее и удобнее будет быстро включать/выключать нагрузку с достаточно высокой частотой. Мощные ключевые элементы, такие как тиристоры, рассеивают относительно небольшую мощность, поскольку в выключенном состоянии ток через них не протекает, а падение напряжения на открытом ключе практически равно нулю.

Примеры таких сигналов показаны на Рис. 13.9. Средняя амплитуда вычисляется как A х N, где N — коэффициент заполнения. При изменении N ot 0 до 100 %, средняя мощность, выделяемая на нагрузке, будет изменяться пропорционально — и все это без использования аналоговых элементов. Такой метод преобразования цифрового сигнала в аналоговую форму называется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).