48450 (Работа периферийных устройств), страница 5

Захват выполняется при изменении значения внешнего сигнала, поступающего на вход ICP, или внутреннего сигнала АСО, поступающего из аналогового компаратора. Выбор сигнала определяется состоянием разряда ACIC регистра ACSR, который входит в состав аналогового компаратора. При ACIC = 0 используется внешний сигнал, при ACIC = 1 - внутренний. Вид изменения сигнала, при котором выполняется захват, определяется состоянием разряда ICES1 регистра TCCR1B. При ICES1 = О захват выполняется при появлении отрицательного фронта сигнала, а при ICES1 = 1 - положительного фронта.

В качестве входа ICP у микроконтроллера тина 2313 используется вывод порта PD6, а у микроконтроллера типа 4433 - вывод порта РВО.

Разряд ICNC1 регистра TCCR1B управляет работой схемы подавления помех. При ICNC1 = 0 захват выполняется при каждом появлении фронта заданной полярности.

При ICNC1 = 1 захват происходит, если перед появлением фронта в течение четырех тактов сигнал сохраняет постоянное значение.

Схема управления СУЗ управляет выполнением функции сравнения/PWM. Функция сравнения заключается в выдаче определенного значения сигнала на выходе ОС1 при совпадении кодов в базовом счетчике и шестнадцатиразрядном регистре сравнения OCR1H, L, которое выявляется с помощью компаратора К. При этом также устанавливается в единичное состояние разряд OCF1A регистра TIFR и при единичном состоянии разряда OCIE1A регистра TIMSK в блок прерываний поступает запрос прерывания Т/С1 СОМР.

Функция PWM заключается в выдаче на выход ОС1 импульсного сигнала с заданным периодом повторения и заданной длительностью импульса. При этом также периодически формируется запрос прерывания Т/С1 СОМР.

Работа схемы СУЗ определяется комбинацией состояний разрядов PWM10, PWM11, СОМ1А0 и СОМ1А1 регистра управления TCCR1A. При нулевом состоянии всех четырех разрядов функция сравнения/PWM не выполняется и выход ОС1 отключен ог вывода порта.

При PWM10 = 0, PWM11 = O и других комбинациях состояний разрядов СОМ 1 АО и СОМ1А1 выполняется функция сравнения. Значение сигнала, устанавливаемое на выходе ОС1 при совпадении кодов, указано в табл.12.

Таблица 12

При выполнении функции сравнения режим работы базового счетчика зависит от состояния разряда СТС1 регистра управления TCCR1B. При СТС1 = 1 базовый счетчик при совпадении кодов сбрасывается в Нулевое состояние и продолжает счет, начиная с 0. При СТС1 = 0 он Продолжает счет до переполнения и далее ведет счет, начиная с 0.

При единичном состоянии хотя бы одного из разрядов PWM10 и PWM11 и единичном состоянии разряда СОМ1А1 выполняется функция PWM. В этом случае базовый счетчик ведет счет па сложение до получения числа 255 или 511 или 1023, переходит в режим счета на вычитание, ведет счет на вычитание до получения числа 0 и вновь возвращается в режим счета на сложение. Выбор максимального числа, Wmax), до которого ведется счет на сложение, определяется комбинацией состояний разрядов PWM11 и PWM10 регистра управления TCCR1A в соответствии с табл.13

Таблица 13

Сигнал PWM формируется путем изменения значения сигнала на выходе ОС1 при совпадении кодов в базовом счетчике и регистре OCR1 в процессе счета на сложение и на вычитание. Вид изменения сигнала зависит от состояния разряда СОМ1А0.

Период сигнала PWM (T) зависит от максимального числа, до которого выполняется счет на сложение. При Nmax = 255 период в 510 раз больше периода следования импульсов на счетном входе базового счетчика. При Nmax = 511 и 1023 это отношение равно 1022 и 2046 соответственно.

Разряд СТС1 регистра TCCR1B в режиме PWM не используется. Запрос прерывания T/Cl OVF формируется при переходе базового счетчика от числа 0 к числу 1. При записи кода в регистр OCR1 код запоминается в регистре временного хранения. Перепись кода в регистр OCR1 выполняется при появлении в базовом счетчике максимального числа, что предотвращает появление в сигнале PWM импульса со случайной длительностью.

В качестве выхода ОС1 у микроконтроллера типа 2313 используется вывод порта РВЗ, а у микроконтроллера типа 4433 - вывод порта PB1

5.5 Таймер-счетчик типа Е

Таймер-счетчик типа Е входит в состав периферийных устройств микроконтроллеров типа 8515, 8535, т163 и тЮЗ и имеет имя Т/С1. Он содержит шестнадцатиразрядный базовый счетчик и выполняет функцию сравнения/PWM в двух каналах (А и В) и функцию захвата.

В структуру таймера-счетчика типа Е входят все элементы структуры таймера-счетчика типа D. Элементы на схеме, используемые при выполнении функции сравнения/РWМ, образуют канал А.

Дополнительными элементами являются компаратор канала В (KB), регистр сравнения OCR1BH, L, два дополнительных разряда СОМ1В0 и СОМ1В1 в регистре TCCR1A, дополнительный разряд OCF1B в регистре T1FR и дополнительный разряд OCIE1B в регистре T1MSK. В канале В формируется запрос прерывания Т/С1 СОМРВ.

Сигнал, изменяемый при выполнении функции сравнения, и сигнал PWM поступают на выход ОС1В.

Выводы микроконтроллера, используемые в качестве входов Т1 и ICP и выходов ОС1А и ОС1В у микроконтроллеров разных типов, указаны в табл.14.

Таблица 14

О.В. - отдельный вывод корпуса.

В микроконтроллере типа ml63 в регистре TCCR1A имеются два дополнительных разряда - FOC1A и F0C1B. При установке разряда в единичное состояние при выполнении функции сравнения сигнал на выходе ОС1А/В принимает требуемое значение немедленно, не дожидаясь совпадения сравниваемых кодов. Запрос прерывания при этом не формируется и базовый счетчик в нулевое состояние не сбрасывается Разряд сбрасывается в нулевое состояние аппаратно. В режиме PWlVf эти разряды не используются.

В регистре SFIOR имеется дополнительный разряд PSR10. При установке этого разряда в единичное состояние пересчетная схема сбрасывается в исходное (нулевое) состояние. Разряд PSR10 сбрасывается в нулевое состояние аппаратно.

6. Сторожевой таймер

В состав сторожевого таймера входят автономный генератор, пере-счетная схема, регистр управления WDTCR (№ $21, у МК типа t28 - №$01) и схема управления.

Генератор GWDT формирует импульсную последовательность. Частота следования импульсов зависит от напряжения питания микроконтроллера (1 МГц при Vcc = 5 В, 350 кГц при Vcc = 3 В). В пересчетной схеме ПС, содержащей многоразрядный счетчик, выполняется деление частоты сигнала генератора. На восьми выходах пересчетной схемы формируются сигналы, частота которых в N раз меньше частоты входного сигнала. Выбор выхода пересчетной схемы с требуемым коэффициентом деления Доопределяется комбинацией состояний разрядов WDPO, WDP1 л WDP2 регистра WDTCR в соответствии с табл.15.

Таблица 15

При единичном состоянии разряда WDE регистра WDTCR на выходе схемы управления СУ с частотой выбранного сигнала формируется запрос прерывания WDT Reset, при появлении которого происходит перезапуск микроконтроллера WDT Reset (п.4.2).

По команде с мнемокодом WDR (№ 117) выполняется сброс пересчетной схемы в исходное (нулевое) состояние.

Для запуска сторожевого таймера необходимо в ходе программы выполнить команду WDR и затем установить в единичное состояние разряд WDE регистра WDTCR.

Для остановки сторожевого таймера необходимо установить в единичное состояние разряд WDTOE регистра WDTCR и одновременно повторно установить в единичное состояние разряд WDE, затем не позднее, чем через четыре такта после этого сбросить в нулевое состояние разряд WDE. Разряд WDTOE сбрасывает в нулевое состояние аппаратно через четыре такта после установки его в единичное состояние. У микроконтроллера типа 1200 разряд WDTOE отсутствует.

Перезапуск сторожевого таймера происходит при выполнении команды WDR в ходе программы при единичном состоянии разряда WDE.

Программа, в которой предусмотрено использование сторожевого Таймера, должна периодически с интервалом меньшим, чем период формирования запроса прерывания WDT Reset, с использованием команды WDR перезапускать сторожевой таймер. Если при появлении сбоя команда WDR своевременно не выполняется, происходит перезапуск микроконтроллера. Интервал времени TOUT, через который следует выполнять команду WDR в ходе программы, при разных значениях коэффициента деления N и напряжения питания Vcc указан в табл.15.

7. Аналого-цифровой преобразователь

Аналого-цифровой преобразователь входит в состав периферийных устройств микроконтроллеров типа 115, 4433, 8535, ml63 и ml0 Аналого-цифровой преобразователь содержит базовый преобразователь, выполняющий преобразование аналогового сигнала в десятиразрядный двоичный код методом последовательных приближении, аналоговый мультиплексор для подключения одного из входов микроконтроллера к входу базового преобразователя, регистр управления ADMUX (№ $07), регистр управления-состояния ADCSR (№ $06) п шестнадцатиразрядный регистр результата ADCH, L (№№ $05, $04).

Для подачи напряжения питания и опорного напряжения используются отдельные выводы микроконтроллера AVCC, AGND и AREF.

Вывод AGND соединяется с выводом GND микроконтроллера. Напряжение на выводе AVCC не должно отличаться от напряжения на выводе VCC микроконтроллера более, чем на ± 0,3 В. Напряжение на выводе AREF должно находиться в пределах от уровня на выводе AGND до уровня на выводе AVCC.

Аналоговые сигналы принимаются на выводы микроконтроллера ADC0, ADC1... ADC7. Величина напряжения аналогового сигнала может находиться в пределах от уровня на шине AGND до уровня на шине AVCC. Аналоговый мультиплексор AM подключает один из входов микроконтроллера к входу базового преобразователя CONV. Двоичный код номера подключаемого входа задается комбинацией состояний разрядов MUX2, MUX1, MUX0 регистра ADMUX.