evgenij-byvshev

7 лет назад

Программирование микроконтроллеров. Часть 8-2

Режимы работы таймеров-счетчиков

Продолжение описания работы таймеров-счетчиков Т1 и Т2.

Таймер-счетчик T1 (16 бит)

Характеристики таймера/счетчика T1 (16 бит):

Два независимых выхода по совпадению
Таймер сброса при совпадении
Один вход захвата
Блок шумоподавления входа захвата
Изменяемый период ШИМ сигнала
Фазовый корректор ШИМ сигнала
Изменяемый период ШИМ сигнала
Тактовый генератор
Три независимых источника прерывания

Регистры таймера/счетчика T1:

TCNT1 - счетный регистр таймера/счетчика T1* (16 бит)
OCR1A - регистр сравнения A (16 бит)*
OCR1B - регистр сравнения B (16 бит)
TIMSK1 - регистр маски прерываний для таймера/счетчика T1
TIFR1 - регистр флагов прерываний для таймера/счетчика T1
TCCR1A - регистр управления A
TCCR1B - регистр управления B
TCCR1C - регистр управления C
ICR1 - регистр захвата (16 бит)

Источником тактового сигнала для таймера/счетчика T1 может быть, как тактовый сигнал используемый для всего микроконтроллера с использованием предделителя, так и сигнал, поступающий на вход T1 (11 ножка). Если не выбрано ни одного источника тактового сигнала, то таймер-счетчик останавливается.

Регистр TCCR1A:

Режим работы таймера/счетчика T1 устанавливается регистрами TCCR1A и TCCR1B
Биты COM1A1 (7) и COM1A0 (6) влияют на то, какой сигнал появится на выводе OC1A (15 ножка) при совпадении с A (совпадение значения счетного регистра TCNT1 со значением регистра сравнения OCR1A):

1. Обычный режим

00 - вывод OC1A не функционирует
01 - изменение состояния вывода OC1A на противоположное при совпадении с A
10 - сброс вывода OC1A в 0 при совпадении с A
11 - установка вывода OC1A в 1 при совпадении с A

2. Режим ШИМ

00 - вывод OC1A не функционирует
01 - если биты WGM13 - WGM10 установлены в (0000 - 1101), вывод OC1A не функционирует
01 - если биты WGM13 - WGM10 установлены в 1110 или 1111, изменение состояния вывода OC0A на противоположное при совпадении с A
10 - сброс вывода OC1A в 0 при совпадении с A, установка вывода OC1A в 1 если регистр TCNT1 принимает значение 0x00 (неинверсный режим)
11 - установка вывода OC1A в 1 при совпадении с A, установка вывода OC1A в 0 если регистр TCNT1 принимает значение 0x00 (инверсный режим)

3. Режим коррекции фазы ШИМ

00 - вывод OC1A не функционирует
01 - если биты WGM13 - WGM10 установлены в (0000 - 1100, 1010, 1100 - 1111), вывод OC1A не функционирует
01 - если биты WGM13 - WGM10 установлены в 1101 или 1011, изменение состояния вывода OC1A на противоположное при совпадении с A
10 - сброс вывода OC1A в 0 при совпадении с A во время увеличения значения счетчика, установка вывода OC1A в 1 при совпадении с A во время уменьшения значения счетчика
11 - установка вывода OC1A в 1 при совпадении с A во время увеличения значения счетчика, сброс вывода OC1A в 0 при совпадении с A во время уменьшения значения счетчика

Биты COM1B1 (5) и COM1B0 (4) влияют на то, какой сигнал появится на выводе OC0B (12 ножка) при совпадении с B (совпадение значения счетного регистра TCNT1 со значением регистра сравнения OCR1B):

1. Обычный режим

00 - вывод OC1B не функционирует
01 - изменение состояния вывода OC1B на противоположное при совпадении с B
10 - сброс вывода OC1B в 0 при совпадении с B
11 - установка вывода OC1B в 1 при совпадении с B

2. Режим ШИМ

00 - вывод OC1B не функционирует
01 - вывод OC1B не функционирует
10 - сброс вывода OC1B в 0 при совпадении с B, установка вывода OC1B в 1 если регистр TCNT1 принимает значение 0x00 (неинверсный режим)
11 - установка вывода OC1B в 1 при совпадении с B, установка вывода OC1B в 0 если регистр TCNT1 принимает значение 0x00 (инверсный режим)

3. Режим коррекции фазы ШИМ

00 - вывод OC1B не функционирует
01 - вывод OC1B не функционирует
10 - сброс вывода OC1B в 0 при совпадении с B во время увеличения значения счетчика, установка вывода OC1B в 1 при совпадении с B во время уменьшения значения счетчика
11 - установка вывода OC1B в 1 при совпадении с B во время увеличения значения счетчика, сброс вывода OC1B в 0 при совпадении с B во время уменьшения значения счетчика

Регистр TCCR1B:

Биты WGM13 (4), WGM12 (3) регистра TCCR1B и биты WGM11 (1), WGM10 (0) регистра TCCR1A устанавливают режим работы таймера-счетчика T1:

0000 - обычный режим
0001 - коррекция фазы PWM, 8-бит
0010 - коррекция фазы PWM, 9-бит
0011 - коррекция фазы PWM, 10-бит
0100 - режим счета импульсов (OCR1A) (сброс при совпадении)
0101 - PWM, 8-бит
0110 - PWM, 9-бит
0111 - PWM, 10-бит
1000 - коррекция фазы и частоты PWM (ICR1)
1001 - коррекция фазы и частоты PWM (OCR1A)
1010 - коррекция фазы PWM (ICR1)
1011 - коррекция фазы и частоты PWM (OCR1A)
1100 - режим счета импульсов (ICR1) (сброс при совпадении)
1101 – резерв
1110 - PWM (ICR1)
1111 - PWM (OCR1A)

Бит ICNC1 (7) регистра TCCR1B управляет схемой подавления помех блока захвата (0 - выключена / 1 - включена).

Бит ICES1 (6) регистра TCCR1B выбирает активный фронт регистра захвата (0 - по спадающему фронту сигнала / 1 - по нарастающему фронту сигнала).

Биты CS12 (2), CS11 (1), CS10 (0) регистра TCCR1B устанавливают режим тактирования и предделителя тактовой частоты таймера/счетчика T1:

000 - таймер/счетчик T1 остановлен
001 - тактовый генератор CLK
010 - CLK/8
011 - CLK/64
100 - CLK/256
101 - CLK/1024
110 - внешний источник на выводе T1 (11 ножка) по спаду сигнала
111 - внешний источник на выводе T1 (11 ножка) по возрастанию сигнала
Регистр TCCR1C:

Биты FOC1A (7) и FOC1B (6) регистра TCCR1С принудительно устанавливают значение на выводах OC1A и OC1B.

Регистр TIMSK1:

Управление прерываниями от таймера осуществляется в регистре TIMSK1.
Бит ICIE1 (5) разрешает прерывание по захвату, биты OCIE1B (2) и OCIE1A (1) разрешают прерывания при совпадении с A и B, бит TOIE1 (0) разрешает прерывание по переполнению при установке 1. Если в эти биты записать 0, прерывания от таймера/счетчика будут запрещены.

Также есть регистр флагов прерываний TIFR1, который показывает какое прерывание поступило от таймера/счетчика T0.

Регистр TIFR1:

Биты ICF1 (5), OCF1B (2), OCF1A (1) и TOV1 (0) устанавливаются в 1 в зависимости от того, какое прерывание поступило - захват, совпадение с A, B или переполнение.

Таймер/счетчик T2 (8 бит)

Характеристики таймера-счетчика T2 (8 бит):

Два независимых выхода по совпадению
Таймер сброса при совпадении
Изменяемый период ШИМ сигнала
Фазовый корректор ШИМ сигнала
Тактовый генератор
Возможность работы от независимого внешнего часового тактового генератора 32 кГц
Три независимых источника прерывания
Делитель частоты 10-бит
Асинхронный режим

Регистры таймера-счетчика T2:

TCNT2 - счетный регистр таймера-счетчика T2
OCR2A - регистр сравнения A
OCR2B - регистр сравнения B
TIMSK2 - регистр маски прерываний для таймера-счетчика T2
TIFR2 - регистр флагов прерываний для таймера-счетчика T2
TCCR2A - регистр управления A
TCCR2B - регистр управления B
ASSR - регистр асинхронного режима
GTCCR - главный регистр всех таймеров-счетчиков

Источником тактового сигнала для таймера-счетчика T2 может быть тактовый сигнал используемый для всего микроконтроллера с использованием предделителя. Если не выбран коэффициент деления, то таймер-счетчик останавливается.

Режим работы таймера-счетчика T2 устанавливается регистрами TCCR2A и TCCR2B аналогично таймеру-счетчику T0.

Регистр TCCR2B:

Разница лишь в битах CS22 (2), CS21 (1), CS20 (0) регистра TCCR2B которые устанавливают режим тактирования.

000 - таймер остановлен
001 – CLK
010 - CLK/8
011 - CLK/32
100 - CLK/64
101 - CLK/128
110 - CLK/256
111 - CLK/1024

Также у таймера/счетчика есть асинхронный режим работы.

Регистр ASSR:

Бит EXCLK (6) регистра ASSR разрешает использование внешнего тактового сигнала от кварцевого резонатора 32 кГц при записи в него 1.
Бит AS2 (5) регистра ASSR управляет способом тактирования (1 - от внешнего резонатора 32 кГц, подключенного к TOSC1 (9 ножка) / 0 - от внутреннего генератора CLK)/
Бит TCN2UB (4) регистра ASSR показывает доступен ли для записи регистр TCNT2 (1-недоступен / 0 - доступен).
Бит OCR2AUB (3) регистра ASSR показывает доступен ли для записи регистр OCR2A (1-недоступен / 0 - доступен).
Бит OCR2BUB (2) регистра ASSR показывает доступен ли для записи регистр OCR2B (1-недоступен / 0 - доступен).
Бит TCR2AUB (1) регистра ASSR показывает доступен ли для записи регистр TCCR2A (1-недоступен / 0 - доступен).
Бит TCR2BUB (0) регистра ASSR показывает доступен ли для записи регистр TCCR2B (1-недоступен / 0 - доступен).

Регистр GTCCR:

Бит PSRASY (1) регистра GTCCR сбрасывает предделитель таймера/счетчика T2 если установить в 1, после этого бит сбрасывается в 0 автоматически.
Бит PSRASYNC (0) регистра GTCCR сбрасывает предделитель таймера/счетчика T0 и T1 если установить в 1, после этого бит сбрасывается в 0 автоматически.
Бит TSM (0) регистра GTCCR запрещает автоматический сброс битов PSRASY и PSRASYNC регистра GTCCR.

Если есть вопросы и предложения по этому уроку, пишите комментарии буду рад ответить на ваши вопросы.

Часть 1
Часть 2-1 Часть 2-2
Часть 3-1 Часть 3-2
Часть 4-1 Часть 4-2
Часть 5
Часть 6-1 Часть 6-2
Часть 7
Часть 8-1