Tài liệu Tự học AVR - phần 4 - Cách dùng Timer trong vi điều khiển AVR doc

Tự học AVR - phần 4 AVR - Cách dùng Timer trong vi điều khiển AVR Sử dụng bộ định thời là nhu cầu của nhiều lập trình viên.. Các chế độ hoạt động của timer Đây là chế độ hoạt động đơn gi

Tự học AVR - phần 4

AVR - Cách dùng Timer trong vi điều khiển AVR

Sử dụng bộ định thời là nhu cầu của nhiều lập trình viên Thông thường mỗi loại vi điều khiển đều có bộ định thời Hôm nay VAGAM xin giới thiệu tới các bạn bài viết về cách dùng Timer trong vi điều khiển AVR

- Bao gồm các bộ timer 8bit 16 bit, thường có từ 3 – 4 bộ Timer

- Có các kênh PWM (từ 4 đến 8 kênh tuỳ loại )

- Bao gồm nhiều chế độ ngắt và PWM …

- Có thể là một kênh đếm riêng biệt

- Tự động xoá Timer trong chế độ so sánh(tự động nạp lại)

- Tạo ra các ngắt tràn và ngắt so sánh

Các chế độ hoạt động của timer

Đây là chế độ hoạt động đơn giản nhất của Timer Bộ đếm sẽ liên tục đếm tăng lên cho đến khi vượt quá giá trị lớn nhất TOP và sau đó sẽ được khởi

động lại tại giá trị Bottom.Trong các hoạt động thông thường thì cờ tràn sẽ được thiết lập khi giá trị trong Timer đạt giá trị không và không bị xoá đi.Tuy nhiên nếu mà ngắt tràn được chấp nhận thì cờ ngắt sẽ tự động bị xoá khi ngắt được thực hiện.Giá trị trong Timer có thể được viết vào bất cứ lúc nào

Đấy là chế độ mà giá trị trong Timer luôn được so sánh với giá trị trong thanh ghi ORC Khi giá trị trong Timer bằng giá trị trong thanh ghi ORC thì giá trị trong Timer sẽ bị xoá đi.Giá trị trong ORC đóng vai trò là giá trị TOP cho bộ đếm.Chế độ này cũng cho phép tạo ra tần số so sánh ở đầu ra.Tuy nhiên trong chế độ này nếu giá trị mới ghi vào thanh ghi ORC mà nhỏ hơn giá trị tức thời của bộ đếm thì thì 1 so sánh sẽ bị lỡ, khi đó bộ đếm

sẽ đếm đến giá trị lớn nhất sau đó rơi xuống giá trị 0 trước khi so sánh tiếp theo xuất hiện

Sơ đồ thời gian của chế độ CTC

Cho phép tạo ra sóng với tần số cao.Sự khác biệt cơ bản giữa Fast PWM với các loại PWM khác là nó chỉ sử dụng 1 sườn dốc.Bộ đếm sẽ đếm từ Bottom đến Max sau đó khởi động lại từ bottom Trong chế độ không đảo đầu ra của chân so sánh OCx sẽ bi xoá khi có phép toán so sánh giữa TCNTx và thanh ghi ORC là bằng nhau Và sẽ được sét lên 1 khi giá trị đạt Bottom Trong chế độ đảo ,đầu ra đảo sẽ được set lên 1 khi sự so sánh giữa thanh ghi ORC và giá trị trong Timer bằng nhau và sẽ bị xoá khi giá trị đạt Bottom.Trong cả hai trường hơp này tần số của chế đô Fast PWM đều gấp đôi so với chế độ phase correct PWM sử dụng hai sườn dốc Với tần số cao này chế độ độ Fast PWM rất tốt cho các ứng dụng như ADC hay chỉnh lưu.Ngoài ra với tần số cao giúp làm giảm kích thước của thiết bị ngoài như cuộn dây tụ từ đó giúp làm giảm toàn bộ chi phí cho hệ thống

Sơ đồ dưới đây mô tả chu kỳ thời gian của chế độ:

Biều đồ thời gian chế độ Fast PWM

Chế độ này hoạt động dựa trên hai sườn lên xuống.Bộ đếm sẽ đếm liên tục

từ giá trị BOTTOM đến giá trị MAX và sau đó từ giá trị MAX đến giá trị BOTTOM.Trong chế độ so sánh không đảo chân so sánh (OCx) sẽ bị xóa khi giá trị TCNTx bằng giá trị OCRx trong quá trình đếm lên và sẽ được set bằng 1 khi giá trị so sánh xuất hiện trong quá trình đếm xuống.Chế độ so sánh đảo thì các giá trị là ngược lại.Với hoạt động hai sườn xung này thì chế độ này không tạo ra được tần số nhỏ như chế độ một sườn xung Nhưng

do tính cân đối của hai sườn xung thì nó tốt hơn cho điều khiển động cơ Chế độ phase correct PWM hoạt động cố định là 8 bít.Trong chế độ này bộ đếm sẽ tăng cho đến khi đạt giá trị MAX ,khi đó nó sẽ đổi chiều đếm.Biểu

đồ thời gian đây mô tả hoạt động của toàn bộ quá trình:

Từ biểu đồ thời gian ta nhận thấy việc thay đổi tần số trong hoạt động của phase correct PWM có thể thay thế bằng hai giá trị là MAX và BOTTOM

Nó linh hoạt hơn so với chế độ Fast PWM

Tần số có thể tính theo công thức như sau: f=fc/N*510

Trong đó N tạo ra bởi bộ chia nó có các giá trị là:1,8,64,256 hoặc 1024 Các thanh ghi trong bộ Timer/ Counter:

Bít 3,6 –WG00-WG01: Đây là các bít chọn chế độ trong Timer.Các giá trị

Bít 5-4 : COM00-COM01: Quy định giá trị đầu ra trong các phép so sánh Bít 2: 0 – CS2:0 :Đây là các bít quy định xung cấp cho hoạt động của Timer.Bảng dưới đây mô tả toàn bộ các giá trị

Thanh ghi cờ ngắt-TIFR:

Bít 1-OCFx : Khi hai giá trị bằng nhau bít này được set lên bằng 1 Bít 1-TVOx : Khi bộ đếm vượt quá giá trị Top thì bít này được set bằng 1

Bít 1 – OCIEx: khi bít này được set lên bằng 1 thì cho phép ngắt so sánh Bít 0 –TOIEX : Khi bít này được set lên bằng 1 thì cho phép ngắt tràn

đoạn chương trình trên dùng timer1 Timer này là bộ đếm 16bit nên giá trị đếm được tối đa là FFFF Trong phần khởi tạo Timer ta khởi tạo xung clock cho bộ đếm là 125Khz = 125000 có nghĩa là bộ đếm sẽ đếm được 125000 giá trị trong 1 giây Ta làm phép tính như sau:

ta tính được trong 20ms bộ timer sẽ đếm được là: 125000x0.02= 2500 số

Ta cần là làm sao cho timer1 đếm được 2500 số sẽ tràn có nghĩa là cần phải nạp vô nó một giá trị xác định trước (mặc định nó sẽ đếm từ 0000>FFFF và

bị tràn) giá trị này sẽ nhỏ hơn 65535(FFFF) là 2500 (9C4 Hexa) vậy ta tính được giá trị cần nạp lại sau mỗi lần tràn là FFFF- 9C4 = F63B

c code

1 #include

2

3 unsigned char count=0;

4

5 interrupt [TIM1_OVF] void timer1_ovf_isr(void) //ngat xay ra sau 20ms

6 {

7 TCNT1H=0xF6; //giá trị nạp lại TCNT1L=0x3B;

8 // goi ham can xu li sau 20mscount++;

9 if (count>10)

10 {

11 count=0;

12 //goi ham can xu li sau 2s }

13 }

14

15 void main(void)

16 {

17 // Timer/Counter 1 initialization

18 // Clock source: System Clock

19 // Clock value: 125.000 kHz

20 // Mode: Normal top=FFFFh

21 // OC1A output: Discon

22 // OC1B output: Discon

23 // Noise Canceler: Off

24 // Input Capture on Falling Edge

25 // Timer 1 Overflow Interrupt: On

26 // Input Capture Interrupt: Off

27 // Compare A Match Interrupt: Off

28 // Compare B Match Interrupt: OffTCCR1A=0x00;

29 TCCR1B=0x03;

30 TCNT1H=0xF6;

31 TCNT1L=0x3B;

32 ICR1H=0x00;

33 ICR1L=0x00;

34 OCR1AH=0x00;

35 OCR1AL=0x00;

36 OCR1BH=0x00;

37 OCR1BL=0x00;

38 #asm("sei") //bat co cho phep ngat toan cuc neu khong thi khong co ngat xay ra

39 while (1)

40 {

41

42 };

43 }