bài giảng vi xử lí chương 5

tài liệu đầy đủ và có bài tập mô tả lập trình trên nền MPLAP, liên kết hitech c, c++, ccs,... mô phỏng trên proteus,. có mạch mô phỏng. gồm 5 chương hỗ trợ viết chương trình đơn giản, kèm file rack bên dưới

Trang 1

CHƯƠNG CHƯƠNG 5 5

MODUL ðỊNH THỜI

(TIMER)

1 TỔNG QUAN BỘ ĐỊNH THỜI

- Bộ định thời được dùng để định thời gian để kích

hoạt sự kiện, Đếm số lượng sự kiện, tạo xung

- PIC16F887 có 3 bộ định thời:

Timer 0 : bộ định thì 8 bit

Trang 2

TỔNG QUAN BỘ ĐỊNH THỜI

3

Kích thước

thanh ghi

8 bit (TMR0)

16 bit (TMR1H:TMR1L)

8-bit (TMR2) Nguồn xung

Nguồn xung

(Bên ngoài) Chân T0CKI

Chân T1CKI hoặc

bộ dao ñộng Timer 1 (T1OSC)

Không có

Tỉ lệ xung

clock khả

dụng

(ðộ phân giải)

Prescaler 8 bit (1:2 →→1:256)

Prescaler 3 bit (1:1, 1:2, 1:4, 1:8)

Prescaler (1:1, 1:4, 1:8) Postscaler (1:1 →→1:16)

Sự kiện ngắt

và vị trí cờ

ngắt

Khi bị tràn FFh →→00h (TMR0IF của INTCON)

Khi bị tràn FFFFh →→0000h (TMR1IF của PIR1)

TMR2 bằng với PR2 (TMR2IF của PIR2)

Có thể “ñánh

thức" PIC từ

chế ñộ “ngủ”

2 Module Timer 0

Là Timer/Counter 8 bit

Có thể đọc và ghi

Có bộ chia trước 8 bit có thể lập trình bằng

phần mềm

Có thể lựa chọn nguồn xung clock bên trong

hoặc bên ngoài

Cho phép lựa chọn tác động cạnh cho xung

clock bên ngoài

Xảy ra hiện tượng ngắt khi tràn từ FFh00h

Trang 3

SƠ ĐỒ KHỐI TIMER 0

5

TMR0

T0CKI pin

Fosc/4

Prescaler Watchdog Timer

ðồng bộ

WDT out

OPTION register

RBPU INTEDG T0CS T0SE PSA PS2 PS1 PS0

Chọn nguồn xung clock cho Timer 0

8

DATA BUS

Clock 1

0

6

TMR0

T0CKI pin

Fosc/4

ðồng bộ

WDT out

OPTION register

Chọn cạnh kích của nguồn xung ngoài

1 = Tăng TMR0 tại cạnh lên (L →H)

0 = Tăng TMR0 tại cạnh xuống (H →L)

8

DATA BUS

Clock

Trang 4

7

TMR0

T0CKI pin

Fosc/4

ðồng bộ

WDT out

OPTION register

Chỉ ñịnh Prescaler

1 = Prescaler dùng cho WDT

0 = Prescaler dùng cho Timer 0

8

DATA BUS

Clock

1

0

1

8

T0CKI pin

Fosc/4

ðồng bộ

WDT out

OPTION register

Các bit chọn tỉ lệ cho Prescaler

PS2 PS1 PS0

Tỉ lệ chia

8

DATA BUS

Clock

Trang 5

9

TMR0

T0CKI pin

Fosc/4

ðồng bộ

WDT out

8

DATA BUS

Nếu nguồn xung clock cấp cho Timer 0 ñược lấy từ

chân T0CKI thì nó sẽ ñược ñồng bộ hóa với nguồn

xung clock bên trong

10

TMR0

T0CKI pin

Fosc/4

ðồng bộ

WDT out

8

DATA BUS

T0IF

TMR0 có thể đọc hoặc ghi

T0IF trong INTCON sẽ được đặt (T0IF = 1) khi Timer 0 bị

tràn (TMR0 = FFh → 00h).

INTCON register

Trang 6

11

B1: Tính toán các giá trị cần đưa vào code:

delay

OSC

1

f

tdelay: thời gian cần định thời (us)

fOSC: tần số dao động thạch anh

Pre:hệ số chia tần trước prescaler(Pre=1,2,4 ,256

[TMR0]: giá trị cần ghi vào thanh ghi TMR0

0 [TMR0]≤ ≤255

B3: Xóa cờ báo tràn( cờ ngắt) TMR0IF

B2: Ghi vào thanh ghi TMR0 giá trị đã tính toán

B4: Chọn chế độ hoạt động của Timer 0 (chọn chế độ Timer, gán

prescaler )

B5: Xác định thời điểm Timer 0 bị tràn bằng cách:

• Kiểm tra cờ TMR0IF( nếu dùng thăm dò)

• Xử lý ISR của Timer 0 (nếu dùng ngắt)

2.1 Dùng timer0 để định thời

Trang 7

• BƯỚC 1: Xóa giá trị trong thanh ghi TMR0

(hoặc đặt giá trị ban đầu của bộ đếm)

• BƯỚC 2: Xóa cờ báo tràn (cờ ngắt) TMR0IF

• BƯỚC 3: Chọn chế độ hoạt động của Counter 0

- Chế độ đếm sự kiện (Counter)

- Kích hoạt hoặc vô hiệu hóa ngắt (tùy chọn)

- Gán Prescaler cho Timer và chọn giá trị tỉ lệ của Prescaler (tùy

chọn)

- Chọn loại cạnh kích của nguồn xung đếm bên ngoài

• BƯỚC 4: Đọc về và xử lý số xung đếm được trong thanh ghi TMR0

Dựa vào cờ báo tràn TMR0IF để xử lý các trường hợp số xung đếm

vượt quá 255

13

2.2 Dùng timer 0 để đếm sự kiện

Giải:

Tính các giá trị thanh ghi

࢚ࡰࡱࡸ࡭ࢅ= ૛૞૟ − ࢀࡹࡾ૙ × ૝ × ૚

ࢌࡻࡿ࡯× ࡼ࢘ࢋ

Ta có:

tdelay= 100us, pre = 2, fosc = 4MHz TMR0 = 206

14

VÍ DỤ 1 : Viết chương trình con tạo trễ tdelay=100μs dùng

Timer 0, fOSC =4MHZ, chọn prescaler =2.

Trang 8

VÍ DỤ 1 : Viết chương trình con tạo trễ tdelay=100μs dùng

Timer 0, fOSC =4MHZ, chọn prescaler =2.

Void DELAY100us(void)

{

TMR0 = 206; //Bước 1:giá trị cần ghi vào thanh ghi TMR0

TMR0IF = 0; // Bước 2: Xóa cờ báo tràn

T0CS = 0; // Chế độ định thời

TMR0IE = 0;PEIE = 0;GIE = 0; //cấm ngắt

PSA = 0; PS2 = 0; PS1 = 0; PS0 = 0; // chọn prescaler =2

While(TMR0IF==0); // Kiểm tra cờ TMR0IF

}

Ví dụ 2: lập trình 3 led chớp tắt với f = 1Hz, dùng timer0 để tạo delay

Trang 9

Led chớp tắt với f = 1Hz chọn Ton = Toff = 500ms = 500 000us

- Tạo delay 100us (như VD1):

Tính các giá trị thanh ghi

࢚ ࡰࡱࡸ࡭ࢅ = ૛૞૟ − ࢀࡹࡾ૙ × ૝ × ૚

ࢌࡻࡿ࡯× ࡼ࢘ࢋ

Ta có:

tdelay= 100us, pre = 2, fosc = 4MHz TMR0 = 206

- Cho lặp 5000 lần delay500ms = 100x5000 = 500 000us

17

Ví dụ 2: lập trình 3 led chớp tắt với f = 1Hz, dùng timer0 để tạo delay

#include <htc.h>

#include <math.h>

CONFIG (FOSC_HS & WDTE_OFF & PWRTE_ON & MCLRE_ON & CP_OFF & CPD_OFF &

BOREN_OFF & IESO_OFF & FCMEN_OFF & LVP_OFF & DEBUG_ON);

#define _XTAL_FREQ 4000000

void delay100us(unsigned int n)

{

unsigned int i;

for (i=1;i<=n;i++)

{

TMR0 = 206;

TMR0IF = 0;

T0CS = 0;

TMR0IE = 0;PEIE = 0;GIE = 0;

// chon prescaler =2

PSA = 0; PS2 = 0; PS1 = 0; PS0 = 0;

while(TMR0IF==0);

}

void main()

{

ANSEL = 0X00;

ANSELH = 0X00;

TRISE = 0X00;

while(1) { PORTE = 0X00;

delay100us(5000); //delay500ms PORTE = 0X07;

delay100us(5000);

} }

Trang 10

Ví dụ 3: viết chương trình đếm số lần nhấn–nhả nút SW7

(0 → 255) và hiển thị giá trị này trên 8 LED đơn SW0 được nối

với ngõ vào của Counter 0 (T0CKI)

19

#include <htc.h>

#include <math.h>

void main (void)

{

ANSEL = 0;

ANSELH = 0;

TRISD = 0X00;

TRISA4 = 1;

TMR0 = 0;

TMR0IF = 0;

T0CS = 1; // che do counter T0SE = 0;

PSA = 1;

PS2 = 0;

PS1 = 0;

PS0 = 0;

while(1)

{ PORTD = TMR0;

} }

Trang 11

3 Module timer 1

Là Timer/Counter 16 bit gồm 2 thanh ghi TMR1H

và TMR1L có thể đọc và ghi

Timer1 có thể hoạt động ở chế độ định thời hay

đếm được lựa bởi bit TMR1CS.

Trong chế độ định thời T1 tăng giá trị ở mỗi chu kỳ

lệnh, chế độ đếm bộ đếm tăng mỗi khi có cạnh

clock ngõ vào bên ngoài

Có bộ prescale chia tần 3 bit

Xảy ra hiện tượng ngắt khi tràn từ FFFFh0000h

Có khả năng “đánh thức” vi điều khiển từ chế độ

“ngủ” nhờ có thêm bộ dao động bên ngoài.

22

T1CKI

T1 OSC T1OSO

T1OSI

Timer1 Control Register (T1CON)

Cho phép bộ dao ñộng LP

1 = Chọn T1OSC

F OSC /4

T1CKPS1 T1CKPS0 Tỉ lệ

Kích hoạt Timer 1

1 = Cho phép Timer 1

0 = Cấm Timer 1

T1GINV TMR1GE T1CKPS1 T1CKPS0 T1OSCEN T1SYNC TMR1CS TMR1ON

Cho phép TMR1ON

Chọn nguồn xung clock

1 = Bên ngoài (cạnh lên tại T1CKI)

0 = Bên trong (F OSC /4)

Trang 12

TMR1GE T1GINV

23

T1CKI

T1 OSC T1OSO

T1OSI

Timer1 Control Register (T1CON)

F OSC /4

T1GINV TMR1GE T1CKPS1 T1CKPS0 T1OSCEN T1SYNC TMR1CS TMR1ON

Cho phép

TMR1ON T1G

ðảo mức kích cổng Timer 1

1 = Timer 1 ñếm khi cổng có mức CAO

0 = Timer 1 ñếm khi cổng có mức THẤP

Cho phép kích cổng Timer 1

1 = Timer 1 bật nếu cổng kích hoạt

0 = Timer 1 luôn luôn ñếm (cấm kích cổng)

Ngõ ra

COMPARATOR 2

Nếu TMR1ON = 0 thì

bỏ qua bit TMR1GE

ðược xác ñịnh bởi

T1GSS trong thanh

ghi CM2CON1

ðồng bộ xung clock bên ngoài Timer 1 với xung clock bên trong (F OSC /4)

1 = Không ñồng bộ

0 = ðồng bộ

24

Trang 13

• Bộ dao động của Timer 1:

• Được kết nối thông qua chân RC0 và RC1

• Mạch điện bổ sung (xem hình) được thiết kế chủ yếu cho các hoạt

động ở tần số thấp

• Không phụ thuộc vào xung clock bên trong nên có thể hoạt động

ngay cả trong chế độ "ngủ"

• Sau khi được kích hoạt thì người sử dụng phải chờ khoảng vài ms để

bộ

dao động hoạt động ổn định

25

OSCILLATOR FREQUENCY C1 C2

LP

32 kHz 33 pF 33 pF

100 kHz 15 pF 15 pF

200 kHz 15 pF 15 pF

Đối với dao động nội:

Đối với nguồn xung clock bên ngoài lấy từ bộ dao động Timer1

(thạch anh gắn trên 2 chân T1OSI và T1OSO)

Trong đó:

fOSC: tần số dao động thạch anh

fOSC(T1): tần số dao động Timer1

Pre:hệ số chia tần trước prescaler(Pre=1,2,4,8)

TMR1H: Byte cao của [TMR1]

TMR1L: Byte thấp của [TMR1]

delay

OSC

1

f

delay

OSC(T1)

1

f

0≤[TMR1]≤65536

3.1 Dùng timer 1 để định thời

Trang 14

B2: Ghi vào thanh ghi TMR1( gồm TMR1H:TMR1L) được xác

định ở trên

B3: Xóa cờ báo tràn (cờ ngắt) TMR1IF

B4: Chọn chế độ hoạt động của Timer1

• Chế độ định thời gian (Timer)

• Kích hoạt hoặc vô hiệu hóa các ngắt

• Chọn giá trị prescale

B5: Cho phép Timer1 bắt đầu hoạt động

B6: Xác định thời điểm Timer1 bị tràn bằng cách:

• Kiểm tra cờ TMR1IF( nếu dùng thăm dò)

• Xử lý ISR của Timer 1 (nếu dùng ngắt)

3.1 Dùng timer 1 để định thời

• BƯỚC 1: Xóa giá trị trong thanh ghi TMR1 (hoặc đặt giá trị ban đầu

của bộ đếm)

• BƯỚC 2: Xóa cờ báo tràn (cờ ngắt) TMR1IF

• BƯỚC 3: Chọn chế độ hoạt động của Counter 1

oChế độ đếm sự kiện (Counter)

oKích hoạt hoặc vô hiệu hóa ngắt (tùy chọn)

oChọn giá trị tỉ lệ của Prescaler

oChọn tính năng đồng bộ hoặc không đồng bộ xung

• BƯỚC 4: Cho phép Counter 1 bắt đầu hoạt động

• BƯỚC 5: Đọc về và xử lý số xung đếm được trong thanh ghi TMR1

(TMR1H:TMR1L)

Dựa vào cờ báo tràn TMR1IF để xử lý các trường hợp số xung đếm

vượt quá 65535

28

3.2 Dùng timer 1 để đếm

Trang 15

Ví dụ 1: Dựa vào sơ đồ, viết chương trình tạo sóng vuông có

f=10Hz tại chân RE0 Sử dụng modul Timer 1, với fosc= 4MHz.

29

Tính giá trị thanh ghi

Tạo xung có f = 10Hz T = 0,1s =100mschọn Ton=Toff=50ms

Dùng timer1 tạo delay 50ms

Ta có fosc= 4MHz, chọn Pre =4, tdelay= 50ms=50000us

TMR1 = 53036

TMR1H = TMR1/256 = 207 (thương)

TMR1L = TMR1%256 = 44 (dư)

30

delay

OSC

1

f

Trang 16

#include <htc.h>

#include <math.h>

void main (void)

{

ANSEL = 0;

ANSELH = 0;

TRISE = 0X00;

PORTE = 0X00;

while (1)

{

RE0 = 1;

delay_50ms();

RE0 = 0;

delay_50ms();

}

void delay_50ms(void) {

TMR1H = 207;

TMR1L = 44;

TMR1IF = 0;

TMR1CS = 0; //xung ck ben trong GIE = PEIE = TMR0IE = 0; cam ngat T1CKPS1 = 1; T1CKPS0 = 0; //pre= 4 T1SYNC = 0;

TMR1ON = 1;

while (TMR1IF == 0);

}

4 module Timer 2

Là Timer 8 bit có bộ prescale và postscale

Được sử dụng như bộ tạo xung có PWM cho chế

độ hoạt động PWM của khối CCP

Thanh ghi TMR2 có thể đọc ghi và xóa khi bị reset

Có bộ chia tần số trước prescale với bit điều khiển

T2CKPS1:T2CKPS2

Ngõ ra TMR2 đi qua bộ postscale 4 bit để tạo ra

yêu cầu ngắt TMR2 được chốt trong cờ

TMR2IF(PIR1<1>)

Tạo tín hiệu ngắt khi giá trị TMR2 bằng PR2

Chỉ sử dụng nguồn xung clock bên trong

Trang 17

Sơ đồ khối củaTimer2

Prescaler

1:1, 1:4, 1:16

COMPARATOR

TOUTPS3 TOUTPS2 TOUTPS1 TOUTPS0 TMR2ON T2CKPS1 T2CKPS0

Postscaler 1:1 1:16

Fosc/4

Timer2 ON

1 = Timer2 enabled

T2CKPS1 T2CKPS2 Scale

TMR2

TMR2 OUTPUT

PR2

Timer2 Control Register (T2CON)

Prescaler

1:1, 1:4, 1:16

COMPARATOR

Postscaler 1:1 1:16

Fosc/4

Timer2 ON

1 = Timer2 enabled

T2CKPS1 T2CKPS0 Scale

TMR2

TMR2 OUTPUT

PR2

TOUTPS3 TOUTPS2 TOUTPS1 TOUTPS0 SCALE

1 0 0 1 1:10

1 0 1 0 1:11

1 0 1 1 1:12

1 1 0 0 1:13

1 1 0 1 1:14

1 1 1 0 1:15

1 1 1 1 1:16

Timer2 Control Register (T2CON)

Trang 18

1:1, 1:4, 1:16

COMPARATOR

Postscaler 1:1 1:16

Fosc/4

TMR2 OUTPUT

1 1 1 1 0 1 1 0

1 PIR1

TMR2IF Timer2 Control Register (T2CON)

TMR2

PR2

Load Period

Register

Start Timer2 Counting

Flag set on first match with postscaler = 1:1

1 1 1 1 1 0 0 0

Đối với dao động nội:

Trong đó:

fOSC: tần số dao động thạch anh(Mhz)

Pre: hệ số chia tần trước Prescaler(Pre=1,4,16)

Post: hệ số chia tần sau Postscaler(Post=1,2, ,16)

[PR2]: giá trị cần ghi vào thanh ghi PR2

B2: Ghi vào thanh ghi PR2 giá trị đã tính toán

B3: Xóa cờ báo tràn (cờ ngắt) TMR2IF

delay

OSC

1

f

=

0 [PR2],[TMR2]≤ ≤255

Các bước để định thời gian Timer thời gian Timer 2 2

Trang 19

B4: Chọn chế độ hoạt động của Timer 2

Kích hoạt hoặc vô hiệu hóa các ngắt

Chọn giá trị Pre

Chọn giá trị Post

B5: Cho phép Timer 2 bắt đầu hoạt động

B6: Xác định thời điểm Timer 2 bị tràn bằng cách:

Kiểm tra cờ TMR2IF (dùng thăm dò)

Xử lý ISR của Timer 2 (nếu dùng ngắt)

Các bước để định thời gian Timer 2 thời gian Timer 2

Định dạng
Số trang	19
Dung lượng	710,13 KB
File đính kèm	8led_7doAN_SONYUSB.X.rar (51 KB)