GESTIONE DEI TEMPI CON IL TIMER1 DEL PIC16F876

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1 GESTIONE DEI TEMPI CON IL TIMER1 DEL PIC16F TIMER1 MODULE The Timer1 module is a 16-bit timer/counter consisting of two 8-bit registers (TMR1H and TMR1L), which are readable and writable. The TMR1 Register pair (TMR1H:TMR1L) increments from 0000h to FFFFh and rolls over to 0000h. The TMR1 Interrupt, if enabled, is generated on overflow, which is latched in interrupt flag bit TMR1IF (PIR1<0>). This interrupt can be enabled/disabled by setting/clearing TMR1 interrupt enable bit TMR1IE (PIE1<0>). Timer1 can operate in one of two modes: As a timer As a counter The operating mode is determined by the clock select bit, TMR1CS (T1CON<1>). In Timer mode, Timer1 increments every instructioncycle. In Counter mode, it increments on every rising edge of the external clock input. Timer1 can be enabled/disabled by setting/clearing control bit TMR1ON (T1CON<0>). Timer1 also has an internal RESET input. This RESET can be generated by either of the two CCP modules (Section 8.0). Register 6-1 shows the Timer1 control register. When the Timer1 oscillator is enabled (T1OSCEN is set), the RC1/T1OSI/CCP2 and RC0/T1OSO/T1CKI pins become inputs. That is, the TRISC<1:0> value is ignored, and these pins read as 0.

2 T1CON REGISTRO DI CONTROLLO DEL TIMER1 bit 7-6 Unimplemented: Read as '0' bit 5-4 T1CKPS1:T1CKPS0: Timer1 Input Clock Prescale Select bits 11 = 1:8 Prescale value 10 = 1:4 Prescale value 01 = 1:2 Prescale value 00 = 1:1 Prescale value bit 3 T1OSCEN: Timer1 Oscillator Enable Control bit 1 = Oscillator is enabled 0 = Oscillator is shut-off (the oscillator inverter is turned off to eliminate power drain) bit 2 T1SYNC: Timer1 External Clock Input Synchronization Control bit When TMR1CS = 1: 1 = Do not synchronize external clock input 0 = Synchronize external clock input bit 1 TMR1CS: Timer1 Clock Source Select bit 1 = External clock from pin RC0/T1OSO/T1CKI (on the rising edge) 0 = Internal clock (FOSC/4) bit 0 TMR1ON: Timer1 On bit 1 = Enables Timer1 0 = Stops Timer1 Configurazione iniziale del registro di T1CON

3 bit 3 = 0 : disabilita l oscillatore a inverter bit 1 = 0 : Seleziona il clock interno b bit 7 e bit 6 vanno messi sempre a zero I bit 5 e 4 impostano il valore del prescaler ( in questo caso 1:8 ) bit 2 = 0 disabilita il sincronismo bit 0 = 0 : Disabilita il segnale di clock (STOP ) Registri TMR1H e TMR1L Il TIMER1 a differenza del TIMER0 è un contatore a 16 BIT quindi può fare un conteggio da 0 a 2^16 1 cioè da 0 a Il suo contenuto è suddiviso in 2 registri : TIMER1 (16 bit) B15 B14 B13 B12 B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 TMR1H ( 8 bit ) TMR1L ( 8 bit ) TIMER1 = TMR1H * (2 ^ 8) + TMR1L * ( 2 ^ 0 )

4 Diagramma di flusso di una Routine di Delay che utilizza il TIMER1 (Gestione del TIMER1 senza interrups ) Inizializza CNT CNT = K0 Delay Loop Disabilita TIMER1 ( TMR1ON = 0 ) Imposta il valore iniziale del TIMER1 TMR1L = TM1L TMRH = TM1H Azzera il flag di overflow del TIMER1 ( TMRIF = 0 ) Abilita il TIMER (TMR1ON = 1) Aspetta overflow No ( TIMER1 < 2^16 1) TMR1IF = 1? ( Controlla se il timer1 ha raggiunto l overflow ) Si ( cioè il TIMER1 ha raggiunto massimo) CNT = CNT 1 No CNT = 0? Si Disabilita Timer1 ( TMR1ON = 0 ) Return

5 Sorgente TIMER1.asm ( Routine di delay con TIMER1) TM1L EQU 10 TM1H EQU 250 K0 EQU 10 cnt EQU 20h org banksel movlw movwf banksel 0h TRISB b TRISB PORTB main banksel movlw movwf banksel T1CON b ; configura il timer1 (Vedi appunti 5 lezione) T1CON PORTB loop_main ACCENDI_LED call Delay_Timer SPEGNI_LED call Delay_Timer goto loop_main Delay_Timer movlw K0 movwf cnt Delay_Timer_loop bcf T1CON,0 ; Disabilita il segnale di clock del TIMER1 movlw TM1L ; Carica nei 2 registri del TIMER1 il valore iniziale movwf TMR1L ; Attenzione TM1L e TM1H sono due costanti che devono movlw TM1H ; essere definite all'inizio tramite la direttiva EQU movwf TMR1H bcf PIR1,0 ; azzera il flag di overflow del TIMER1 bsf T1CON,0 ; abilita il segnale di clock del TIMER1 aspetta_overflow btfss PIR1,0 ; controlla sel il flag di overflow del TMR1 è = 1 ; cioè controlla se il timer1 ha raggiunto il valore massimo 2^16-1 goto aspetta_overflow ; se non ha raggiunto l'overflow continua ad aspettate ; ( POLLING su PIR1,0) decfsz cnt,1 ; decrementa la variabile di controllo cnt goto Delay_Timer_loop ; se cnt < K0 salta a Delay_Timer_loop retlw 0 end

6 Calcolo del ritardo totale generato dalla routine di delay con il TIMER1 Nella configurazione del TIMER1 abbiamo : Selezionato l oscillatore interno FinPrescaler = Fosc / 4 ( nel nostro caso con XT = 4Mhz FinPrescaler = 1Mhz ) Configurato il prescaler a 1:8 questo significa che la frequenza del segnale di ingresso verrà divisa dal prescaler per 8 volte cioè : FoutPrescaler = FinPrescaler / 8 = Fosc / 32 ( nel nostro caso con XT = 4Mhz FoutPrescaler = 125Khz ) Quindi il TIMER1 verrà incrementato di 1 ogni Tclock 1 = Fout Prescaler Kprescaler = FinPrescaler = Kprescaler Fosc * 4 Nel nostro caso Tclock = 8 µs In altri termini possiamo dire che il TIMER1 verrà incrementato di 1 ogni 8 cicli macchina Configurato il valore iniziale del TIMER1 TIMER1 = TM1H * ( 2 ^ 8 ) + TM1L Quanto tempo impiega il TIMER1 per raggiungere il valore massimo, ovvero dopo quanto tempo, dalla ricarica del TIMER1 c è l overflow? La risposta è molto semplice : conosciamo il Tclock = 8µS Tconteggio = Tclock * ( Valore Max del TIMER1 Valore iniziale del TIMER1) Tconteggio = Tclock * ( 2 ^ 16 (TM1H * 2 ^ 8 + TM1L) ) Sostituendo Tconteggio =?prescaler * 4 * Fosc [ (???? * 2 8 +???L)]

7 Calcolo del N di cicli macchina della parte interna del ciclo Delay_Timer_loop bcf T1CON,0 ; Disabilita il segnale di clock del TIMER (STOP) movlw TM1L ; Carica nei 2 registri del TIMER1 il valore iniziale movwf TMR1L ; attenzione TM1L e TM1H sono due costanti che devono movlw TM1H ; essere definite all'inizio tramite la direttiva EQU movwf TMR1H bcf PIR1,0 ; azzera il flag di overflow del TIMER1 bsf T1CON,0 ; abilita il segnale di clock ( START ) aspetta_overflow btfss PIR1,0 ; controlla se il timer1 ha raggiunto l overflow goto aspetta_overflow ; se non ha raggiunto l'overflow continua ad aspettare NcTimer = 7 + Tconteggio Tciclo +3 7 è il numero di cicli macchina necessari per eseguire le prime 7 istruzioni 3 è il numero di cicli macchina necessari per eseguire l istruzione BTFSS e GOTO N.B essendo l overflow del TIMER1 un evento RANDOM non è detto che queste due istruzioni vengano eseguite Tconteggio / Tciclo è il numero di cicli macchina eseguiti durante Tconteggio

8 NcTimer= Kprescaler* 16 8 [ 2 - ( TM1H* 2 + TM1L) ] + 10 la parte interna viene ripetuta per K0 volte Delay_Timer movlw K0 movwf cnt Delay_Timer_loop ; Blocco di istruzioni relative alla gestione del TIMER1 NcTimer decfsz cnt,1 ; decrementa la variabile di controllo cnt goto Delay_Timer_loop ; se cnt < K0 salta a Delay_Timer_loop retlw 0 Conteggio Timer + decremento + goto Return NcTotale = ( NcTimer + 3 ) * ( K0-1 ) + NcTimer Call Delay_Timer Movlw K0 Movwf CNT Decrementi Senza Salto Ultima ripetizione TIMER + decremento con salto NcTotale = 5 + ( NcTimer + 3 ) * K0

9 NcTotale. NcTotale = 5 + = { Kprescaler *[ 2 - ( TM1H* 2 + TM1L) ] }* K0 16 { Kprescaler * [ 2 - Valore Iniziale ] +13 }* K 0 Ritardo Totale = NcTotale * (4 / Fosc) nel nostro caso con XT = 4Mhz Ritardo Totale = NcTotale * 10^- 6 Secondi Problema 0 Definire i valori di TM1H e TM1L per ottenere un ritardo di 60 Secondi Pongo Kprescaler * [ 2 ^ 16 Valore Iniziale] + 13 = 0,5 * 10 ^ 6 cicli macchina Quindi ricavo Valore iniziale = 2 ^ 16 ( 0,5 * 10^6 13 ) / K = 3037 K0 = ( NcTotale 5 ) / ( 0,5 * 10 ^ 6 ) = cicli macchina = 120 TM1H = int ( Valore iniziale / 256 ) = 11 TM1L = int ( Valore iniziale - TM1H * 256 ) = 221 Problema 1 Definire i valori di TM1H e TM1L per ottenere un ritardo di 0,01 Secondi Pongo Kprescaler * [ 2 ^ 16 Valore Iniziale] + 13 = 0,01 * 10 ^ 6 cicli macchina Quindi ricavo Valore iniziale = 2 ^ 16 ( 0,01 * 10^6 13 ) / K = 64287,25 TM1H = int ( Valore iniziale / 256 ) = 251 TM1L = int ( Valore iniziale - TM1H * 256 ) = 31

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