Это очередная поделка из хлама — таймер для кухни, хотя и не обязательно для кухни. В ход пошли детали которые валялись без дела, в частности старые индикаторы АЛСки, резисторы выпаянные из старых плат и т.д. Основа устройства микроконтроллер PIC16F628A, один из самых распространенных и дешевых. Управление таймером осуществляется с помощью валкодера и одной кнопки. Диапазон выдержки времени от 1 до 99 минут. По окончанию цикла отсчета времени подается прерывистый звуковой сигнал. А архиве лежит две прошивки, первая просто таймер, а вторая с некоторыми наворотами, об этом ниже.

После включения питания на индикаторах высвечивается заданное время, светодиод не горит. Вращая валкодер можно изменить установку времени от 1 до 99 минут. Когда время установлено, нажимаем кнопку — раздается короткий звуковой сигнал и таймер начинает отсчет времени, светодиод мигает, а время на индикаторе уменьшается каждую минуту. Когда время дошло до нуля, таймер издает прерывистые звуковые сигналы, светодиод светиться постоянно. Теперь нажатием кнопки снимается звуковой сигнал и девайс возвращается в исходное состояние — режим установки времени. Так работает первая версия прошивки.

Вторая версия прошивки работает также как и первая, но имеет несколько дополнений. В режиме установки времени, если к валкодеру не прикасаться несколько секунд, на дисплее начинает бегать анимационная заставка. нажатие кнопки или вращение валкодера отключит анимацию и вновь отобразит режим установки времени. Во время отсчета времени, если осталась одна минута, на дисплее индицируются секунды от 60 до 00. Когда сработал звуковой сигнал, звучать он будет не бесконечно, а около 20 секунд. Далее дисплей начинает индицировать анимационную заставку (отличную от той, которая в режиме установки). А также, через каждую минуту будет напоминать коротким звуковым сигналом. Нажатием кнопки также, как и в первой прошивке таймер сбрасуется в режим установки времени. Когда до срабатывания таймера остается 3 секунды, таймер издает на каждую секунду короткий звуковой сигнал, т.е. 3…2…1 и далее срабатывает как обычно. Обе прошивки доступны и лежат в архиве вместе с рисунком печатной платы.

Звуковой сигнал реализован с помощью аппартаного ШИМ встроенного в микроконтроллер. Динамическая головка должна иметь сопротивление порядка 50 ом. Можно применить и низкоомные динамические головки (4 или 8 ом), но в данном случае лучше установить малогабаритный выходной трансформатор, т.к. через 4 омную головку будет протекать большой ток, который может вызвать перегрузку блока питания и спровоцировать сброс микроконтроллера.

PIC Урок 5. Таймеры |

&nbsp

&nbsp

&nbsp

Давайте теперь познакомимся с такой периферией как таймеры. Таймеры обеспечивают отсчёт времени с момента запуска, а также ещё несколько полезных вещей, с которыми мы позже познакомимся. Но самое главное их свойство – это то, что данный отсчёт происходит независимо от работы основного кода программы. Тем самым обеспечивается стабильная работа программы и экономия ресурсов контроллера. То есть в тот момент, когда идёт отсчёт, программа не останавливается, как при использовании обычных задержек. Когда используется задержка, мы висим это время в ожидании и никакой код не выполняется.

Начнём мы с самого простого таймера. Да и по другому мы пока и не сможем, так как у контроллера PIC16F64A он единственный – это таймер 0.

Таймер 0 или TMR0, как он обозначен в технической документации, – это 8-разрядный таймер/счётчик, который умеет считать только от 0 до 255, и как только достигает данной величины, происходит прерывание, если оно конечно задействовано. Правда мы можем, конечно, в ходе программы в любой момент узнать значение счётчика, но, правда, не знаю, нужно ли нам это. Также мы можем устанавливать скорость счёта посредством использования предделителя, можем выбирать внутренний или внешний источник тактирования таймера, и ещё можем выбрать активный фронт – инкрементирование значения счётчика по положительному или по отрицательному фронту (спаду), но только при условии, что источник тактового сигнала внешний. Вот такие вот мы возможности имеем с данным таймером. Не густо, но и тем не менее пользу от этого таймера мы извлечём. И не только ту пользу, что мы ознакомимся с данным таймером и это нам поможет проще затем понимать структуру и работу более сложных таймеров у других контроллеров PIC, но и также по окончанию занятия мы наглядно увидим, что использование данного таймера, например для бегущих огней вместо бесконечного цикла никак не влияет на ход основной программы.

Вот блок-схема данного таймера

В данной схеме показаны все блоки нашего таймера, а также указаны биты, которые управляют данными блоками. Биты T0CS, T0SE, PSA, PS2:PS0 расположены в регистре OPTION_REG

Данный регистр служит для управления различными параметрами и предназначен не только для таймера. Но нас пока интересуют только биты, предназначенные именно для таймера.

TOCS (TMR0 Clock Source Select) – выбор сингала для таймера: 0 – внутренний тактовый сигнал, 1 – внешний.

T0SE (TMR0 Source Edge Select) – выбор фронта приращения при внешнем тактовом сигнале: 0 – по переднему фронту, 1 – по заднему.

PSA (Prescaler Assignment) – выбор способа включения предделителя: 0 – предделитель включен через TMR0, 1 – через WDT.

PS2:PS0 (Prescaler Rate Select) – коэффициент деления предделителя

Как именно работает таймер, мы подробно не будем здесь обсуждать, так как это всё подробно расписано в технической документации. Лишь подчеркну интересную особенность – это то, что мы можем также свободно изменять значение счёта в регистре, но любое изменение в нём вызовет запрещение наращивания счёта в течение двух машинных циклов. То есть если мы решим программно менять данное значение, то эту особенность мы обязаны учитывать.

Также давайте посмотрим другие регистры, которые задействуются нашим таймером.

Это регистр INTCON, предназначенный для управления прерываниями

В данном регистре нам потребуются сегодня только три бита:

GIE (Global Interrupt Enable) – разрешение глобальных прерываний: 0 – все прерывания запрещены, 1 – все немаскированные прерывания разрешены.

T0IE (TMR0 Overflow Interrupt Enable) – разрешение прерывания по переполнению таймера 0: 0 – прерывание запрещено, 1 – прерывание разрешено.

T0IF (TMR0 Overflow Interrupt Flag) – флаг прерывания по переполнению таймера 0: 0 – внешнего прерывания нет, 1 – произошло переполнение счётчика таймера 0 (сбрасывается программно).

Ну и соответственно регистр значения счёта нашего таймера

Теперь давайте потихоньку переходить к коду.

Проект был создан из проекта предыдущего занятия по кнопке аналогичным образом как и проект по кнопке мы создавали из проекта бегущих огней. Проект будет называться TIMER01.

Откроем наш проект в MPLAB X и попробуем его собрать. Если всё нормально, то откроем ещё проект для претеуса и выберем файл прошивки, которая у нас только что сгенерировалась при сборке проекта в среде программирования.

В файле main.c (а другого-то у нас пока и нет) в функции main сначала включим нужные нам биты в регистре OPTION_REG

TRISA |= 0x04;

OPTION_REG=0x07;

Мы включили биты 0,1 и  2 – это биты предделителя, то есть мы используем деление частоты максимальное – на 256. То есть частота приращения счёта будет 1000000/256 или приблизительно 3,9 кГц. Но так как таймер будет считать от 0 до 255, то мы ещё раз делим на 256 и получаем приблизительно 15,3 Гц. Это потому, что прерывание происходит именно по окончанию счёта ну или по переполнению счётчика и получается, что обработка прерывания будет вызываться именно с такой частотой. То есть светодиоды будут у нас бежать с периодом около 65 милисекунд. Нормально.

Далее включим глобальные прерывания и прерывания от таймера, установив в 1 биты 7 и 5 регистра INTCON

OPTION_REG=0x07;

INTCON=0xA0;

И затем занесём 0 в регистр счёта таймера, тем самым запустим таймер

INTCON=0xA0;

TMR0=0;

Добавим глобальную переменную для счёта вхождений в обработчик прерывания

#pragma config CP = OFF // Code Protection bit (Code protection disabled)

//--------------------------------------------

unsigned int TIM0_count=0;

//--------------------------------------------

Добавим специальную функцию-обработчик прерывания от таймера 0 выше функции main()

//--------------------------------------------

void interrupt timer0()

{

}

//--------------------------------------------

В данную функцию мы попадаем, когда происходит переполнение счёта, то есть когда счёт таймера достигнет числа 255.

Мы будем нашу глобальную переменную инкрементировать каждый раз, когда будем попадать в данную функцию.

Так как у нас 10 светодиодов, то мы их будем по очереди зажигать, а предыдущий тушить, также каждое вхождение. Чтобы это проще реализовать, то мы поделим значение нашей глобальной переменной на 10 по модулю и будем последовательно получать значение от 0 до 9 каждое вхождение в функцию. И в зависимости от цифры будем зажигать соответствующий светодиод. Для этого, я думаю, лучше воспользоваться оператором switch

void interrupt timer0()

{

  switch(TIM0_count%10)

  {

  case 0:

  PORTAbits.RA1 = 0;

  PORTBbits.RB0 = 1;

  break;

  case 1:

    PORTBbits.RB0 = 0;

    PORTBbits.RB1 = 1;

    break;

  case 2:

    PORTBbits.RB1 = 0;

    PORTBbits.RB2 = 1;

    break;

  case 3:

    PORTBbits.RB2 = 0;

    PORTBbits.RB3 = 1;

    break;

  case 4:

    PORTBbits.RB3 = 0;

    PORTBbits.RB4 = 1;

    break;

  case 5:

    PORTBbits.RB4 = 0;

    PORTBbits.RB5 = 1;

    break;

  case 6:

    PORTBbits.RB5 = 0;

    PORTBbits.RB6 = 1;

    break;

  case 7:

    PORTBbits.RB6 = 0;

    PORTBbits.RB7 = 1;

    break;

  case 8:

    PORTBbits.RB7 = 0;

    PORTAbits.RA0 = 1;

    break;

  case 9:

    PORTAbits.RA0 = 0;

    PORTAbits.RA1 = 1;

    break;

  }

}

То же самое мы делали и в бесконечном цикле, только использовали задержку.

Далее мы инкрементируем переменную счёта

    break;

  }

  TIM0_count++;

}

Так как у нас переменная для счёта 16-битная беззнаковая, то она будет считать до 65535 и получится что в самом конце она досчитает только до 5 в состоянии разделённом по модулю на 10. Поэтому мы обнулим её раньше, чтобы все циклы у нас доходили до 9 при разделении на 10 по модулю

TIM0_count++;

if(TIM0_count>3999)

{

  TIM0_count=0;

}

Ну и, как мы уже теперь знаем, что флаг прерывания сам сбрасываться не может, его надо сбросить

    TIM0_count=0;

  }

  T0IF=0;

}

Вот в принципе и весь код. Соберём его и посмотрим результат сначала в протеусе

Всё отлично работает.

Прошьём теперь настоящий контроллер и посмотрим всё, как говорится, наяву

Мы видим, что всё работает, а задвоение происходит, что период горения светодиода скорее всего меньше чем выдержка камеры и поэтому попадает в кадр ещё один светящийся диод.

А теперь самое интересное. Мы же не трогали код, который запускает бегущие огни по нажатию кнопки. Нажмём на кнопку и увидим вот такую картину

За бегущими огнями, работающими по прерыванию таймерами устремится ещё один бегущий огонь, запущенный по кнопке. Правда он его не догонит, так как задержка у нас 100 милисекунд, что больше чем период между прерываниями. Но если мы наоборот нажмём кнопку раньше, чем запустится очередной цикл от таймера, то таймерный цикл уже возможно кнопочный догонит.

Но всё дело не в этом, а в том, что мы на практике увидели, что какие-то периодические действия, запущенные от таймера не влияют на ход основной программы. А это великое дело!

Всем спасибо за внимание!

Ждите следующих интересных уроков.

Предыдущий урок Программирование МК PIC Следующий урок

Исходный код

Купить программатор (неоригинальный) можно здесь: PICKit3

Купить программатор (оригинальный) можно здесь: PICKit3 original

Смотреть ВИДЕОУРОК (нажмите на картинку)

Post Views: 14 624

таймер 0 и PIC16F628A

Джон Уайлдер

Таймер, установленный на микросхеме на некоторых PIC, сбивает с толку некоторых. Но, не волнуйтесь… это, вероятно, одна из самых простых встроенных периферийных устройств для использования на PIC. В этой статье мы будем использовать PIC16F628A как пример того, почему это так.

(TMR0) — это один из трех доступных на 16F628A таймеров, которые постоянно работают — отключить его невозможно. Это в основном 8-битный регистр в SFR, и источник синхронизации контролирует его значение.Источником синхронизации для TMR0 может быть либо внешний строб-сигнал, подаваемый на вывод RA4 / T0CKI (T0CKI = таймер 0, вход тактового сигнала), либо это может быть внутренний тактовый цикл команд. При работе с внешним стробоскопом это может быть счетчик, который «считает» импульсы строба внешнего источника строба. При работе с часами цикла инструкций он работает как таймер. По этой причине вы иногда будете слышать, как инженеры называют TMR0 «таймером / счетчиком».

Значение, находящееся в регистре TMR0, начинается с 0x00, а затем увеличивается с коэффициентом один при каждом переходе от низкого к высокому тактового источника.Вы также можете настроить его для увеличения при переходе от высокого к низкому или к низкому уровню с помощью внешнего источника синхронизации. По сути, это просто регистр, который считает импульсы от одного из двух возможных источников тактовых импульсов до 0xFF (десятичное 255). Для этого примера мы будем использовать часы команд, работающие как таймер.

Часы команд работают на 1/4 частоты Fosc. Это означает, что, если Fosc = 4 МГц, наши тактовые импульсы будут работать на частоте 1 МГц, или одна инструкция в микросекунду. В этом сценарии — при условии, что мы не назначаем прескалер TM — значение TMR0 увеличивается при каждом импульсе такта команды.При тактовой частоте команд 1 МГц это увеличивает значение в регистре TMR0 один раз в каждую микросекунду (1 / μ).

Поскольку регистр TMR0 имеет ширину всего 8 бит, максимальное значение, к которому TMR0 может быть увеличен, равно 0xFF или десятичному значению 255. В этот момент он возвращается к нулю при следующем тактовом импульсе. Как только происходит это опрокидывание, в регистре INTCON устанавливается флаг прерывания от Таймера 0 (T0IF). Этот флаг должен быть сброшен в программном обеспечении.

Поскольку TMR0 в настоящее время выполняется с одним приращением на µ, это означает, что происходит опрокидывание, и флаг T0IF устанавливается один раз каждые 256μ (0x00 — 0xFF или 0-255 для 256 приращений).Если мы хотим узнать, когда прошел период 256 мкм, мы можем очистить TMR0, очистить флаг T0IF, затем опрашивать флаг прерывания T0IF, пока T0IF не достигнет высокого уровня (произошло опрокидывание), и продолжить нашу программу.

Конечно, таймер был бы бесполезен без какого-либо способа замедлить его до разных скоростей приращения. Это работа «прескалера». Прескалер позволяет нам предварительно масштабировать таймер так, чтобы вместо увеличения его на каждый тактовый импульс мы могли увеличивать его каждые два тактовых импульса, каждые четыре, каждые восемь и т. Д. Вплоть до каждых 256 тактовых импульсов.Если бы мы установили прескалер на 1: 256 с тактовой частотой 1 МГц, таймер будет увеличиваться один раз каждые 256 мкм. Поскольку наш регистр TMR0 может считать до 256, он будет подсчитывать, сколько раз период 256μ проходит до 256 раз. Это означает, что T0IF будет устанавливаться каждые 65,5 мсек (миллисекунды … 256 мкс х 256 = 65,5 мсек).

Четыре регистра TMR0
С TMR0 связаны четыре регистра: TMR0, OPTION_REG, INTCON и TRISA. Давайте посмотрим на это подробно.

TMRo
Регистр TMR0 содержит значение, которое увеличивается источником тактовых импульсов.Любые записи в этот регистр (то есть, clrf TMR0, movwf TMR0, bsf TMR0, X) также очищают прескалер обратно до 1: 2. Это означает, что вам придется сбрасывать прескалер обратно туда, где он был у вас каждый раз, когда вы пишете для регистрации TMR0, если он был установлен где-то, кроме 1: 2.

OPTION_REG
____
| РБПУ | INTEDG | T0CS | T0SE | PSA | PS2 | PS1 | PS0 |

Регистр OPTION содержит контрольные биты для следующего:

• Таймер 0 Источник синхронизации (T0CS)
• Бит выбора края таймера 0 (TOSE)
• Преднаборный бит назначения (PSA)
• Биты выбора скорости предскалера (PS2-PS0)

T0CS — выбирает источник синхронизации для TMR0.По умолчанию 1 / T0CKI. Очистка этого бита выберет тактовую команду в качестве источника тактовой частоты TMR0.

T0SE — определяет, будет ли TMR0 увеличиваться по нарастающему или падающему фронту T0CKI. По умолчанию 1 / Приращение по падающему фронту. Применяется только тогда, когда T0CKI является источником синхронизации.

PSA — устанавливает, назначен ли прескалер TMR0 или сторожевому таймеру. По умолчанию 1 / Prescaler назначен на WDT. При назначении на WDT TMR0 работает в масштабе 1: 1 (увеличивается с каждым импульсом тактового источника).

PS2-PS0 — устанавливает скорость предварительного масштабирования в диапазоне от 1: 2 до 1: 256 в значениях, кратных битам. По умолчанию 111/1: 256 (1: 128, если назначен WDT).

Настройка TMR0 с тактовыми часами команд в качестве источника тактовых импульсов и прескалером 1: 4

INTCON
Регистр управления прерываниями INTCON содержит как бит управления прерываниями TMR0 (T0IE), так и бит флага прерывания TMR0 (T0IF). Если прерывание TMR0 разрешено (по умолчанию T0IE = 1… отключено), счетчик программы перейдет к коду обработчика прерывания при переполнении TMR0, когда будет установлено значение T0IF (T0IF необходимо очистить в программном обеспечении до выхода из прерывания).Однако, поскольку T0IF продолжает нормально работать независимо от того, включено или отключено прерывание TMR0, оно всегда доступно для опроса, если вы не хотите, чтобы TMR0 инициировал прерывание.

Настройка прерывания TMR0

Если вы используете несколько прерываний, вам придется опросить все свои флаги прерываний, чтобы определить, какое прерывание вызвало условие прерывания, а затем перейти к соответствующему коду.

TRISA
Регистр TRISA содержит бит направления порта для RA4 / T0CKI.Чтобы сконфигурировать RA4 в качестве входа источника синхронизации TMR0, бит TRISA 4 должен быть установлен для настройки его в качестве входа.

Полная настройка TMR0 с прерыванием, тактовым сигналом в качестве источника тактового сигнала и прескалером 1: 4

Если мы опускаем две нижние строки кода, чтобы не работать с прерыванием TMR0, мы все равно можем опрашивать флаг прерывания TMR0, чтобы узнать, когда происходит переполнение:

Использование TMR0 в качестве счетчика
Вы также можете настроить TMR0 в качестве счетчика импульсов.Для этого вы настраиваете T0CKI как источник синхронизации, устанавливая бит T0CS в OPTION_REG. Бит T0SE в OPTION_REG будет определять, увеличивается ли регистр TMR0 по заднему фронту источника импульсов (1) или по переднему фронту источника импульсов (0).

Вы можете реализовать один из двух других аппаратных таймеров для настройки интервала выборки, или вы можете сделать это в программном обеспечении с циклами задержки. Настройте код, в котором он вызывает цикл задержки, после которого производится выборка TMR0, чтобы увидеть, сколько импульсов было подсчитано в течение установленного интервала задержки.

И это все, что нужно знать о TMR0. Просто верно?

Об авторе
Джон Уайлдер является независимым инженером-электронщиком и энтузиастом электроники более 20 лет. Он провел четыре года в ВМС США в качестве специалиста по авиационной электронике. Джон также играет на гитаре с 13 лет и начал интегрировать электронику и музыку с 15 лет. Джон создал свой первый ламповый усилитель в 17 лет. «Музыкальная электроника», говорит Джон, это его любовь и страсть.

Джон также является частым участником и страстным членом Electro-Tech-Online, сообщества членов электротехники. На сайте Electro-Tech-Online вы можете задавать вопросы и получать ответы от коллег-инженеров по всем вопросам — от микроконтроллеров, возобновляемых источников энергии и автомобильной электроники до моделирования и проектирования схем. Кроме того, существуют специализированные форумы MCU для 8051/8951, AVR, ARM, Arduino, Oshonsoft Project, а также хранилище кода, где участники делятся фрагментами кода.

Следуйте за Джоном в Твиттере на @PICmcuguy.

пустая функция()
{
/ ***** Конфигурация порта для таймера ****** /
    OPTION_REG = 0b00000101; // Timer0 с внешним freq и 64 в качестве прескалярного // также включает подтягивания
    TMR0 = 100; // Загрузить значение времени для 0.0019968s; delayValue может быть только между 0-256
    TMR0IE = 1; // Включить бит прерывания таймера в регистре PIE1
    ЭДД = 1; // Включить глобальное прерывание
    PEIE = 1; // Включаем периферийное прерывание
    / *********** ______ *********** / 

        / ***** Конфигурация порта для ввода / вывода ****** /
    TRISB0 = 1; // Сообщаем MCU, что вывод 0 PORTB используется как вход для кнопки 1.
    TRISB1 = 1; // Проинструктируем MCU, что вывод 1 PORTB используется в качестве входа для кнопки 1.
    TRISD = 0x00; // Сообщаем MCU, что все выводы на порте D выводятся
    PORTD = 0x00; // Инициализируем все контакты на 0
    / *********** ______ *********** / 

        в то время как (1)
        {
        count = 0; // Не запускаем таймер в основном цикле
        // ******* Получить номер задержки от пользователя **** //////
        if (RB0 == 0 && flag == 0) // Когда задан ввод
        {
            get_scnds + = 1; // get_scnds = get_scnds + 1 // Инкрементная переменная
            флаг = 1;
        }
        if (RB0 == 1) // Для предотвращения непрерывного увеличения
            флаг = 0;
        / *********** ______ *********** / 

                // ******* Выполнить последовательность с задержкой **** //////
        while (RB1 == 0)
        {
                PORTD = 0b00000001 << i; // Левый дерьмовый светодиод
                if (hscnd == get_scnds) // Если достигнуто требуемое время
                {
                    I + = 1; // Перейти к следующему индикатору после определенной задержки
                    hscnd = 0;
                }
                флаг = 2;
        }
        if (flag == 2 && RB1 == 1) // Сброс таймера, если кнопка снова находится в высоком положении
        {
            get_scnds = 0; hscnd = 0; = 0;
            PORTD = 0; // выключаем все светодиоды
        }
        / *********** ______ *********** / 

void interrupt timer_isr ()
{
    if (TMR0IF == 1) // Флаг таймера сработал из-за переполнения таймера
    {
        TMR0 = 100; // Загрузить значение таймера
        TMR0IF = 0; // Очистить флаг прерывания по таймеру
        подсчитывать ++;
    }
    
    если (считать == 250)
    {
        hscnd + = 1; // hscnd будет увеличиваться на каждые полсекунды
        кол = 0;
    }
}