gestione dei ritardi generatore di onde quadre il generatore di onde quadre consiste di un treno di...

Gestione dei ritardi

Generatore di onde quadre Il generatore di onde quadre consiste di un treno di onde luminose caratterizzate da un periodo il cui 50% il livello logico alto e il restante 50% a livello logico basso. Fare ci, significa gestire il tempo e quindi i ritardi sui pic Un metodo molto semplice e forse, un po banale, quello di far lavorare la macchina avuoto senza far eseguire alcuna operazione. Listruzione per non far eseguire operazioni nop. La routine la seguente: LIST p=16F628 include "P16F628.inc ; libreria dove sono definiti I registri del 16f628 org 0x0000 movlw 0x07 movwf CMCON ;tutti i comparatori sono disattivati. Le porte che sono multiplexate, fungono solo ;da I/O bsf STATUS, RP0 ; viene posto a 1 il bit RP0 del registro Staus per selezionare il bank1 movlw b'00000000' movwf TRISB ;portb come output movwf TRISA ;porta come output bcf STATUS, RP0 ; viene posto a 0 il bit RP0 del registro Staus per selezionare il bank0

Loop del programma Loop movlw 0xff ; viene caricato il numero ;255 in formato esadecimale che tradotto un binario 11111111 movwf PORTA ;porta a livello logico alto movwf PORTB ;portb a livello logico alto nop ; viene inserito un ritardo di 1 microsecondo ;perch ogni ciclo macchina ha frequenza 1 Mhz nop ; per 1 us la macchina non esegue operazioni movlw 0x00 ; viene caricato lo zero movwf PORTA ;porta e portb sono a livello logico basso movwf PORTB nop goto Loop end

Nop Nop listruzione che non fa eseguire alcuna operazione. A che cosa pu servire? Fa lavorare il micro a vuoto per mantenere fisso lo stato di un microcontrollore e non far cambiare stato. Quanto pu durare un ritardo? Se la frequenza di clock di 4 MHz, il periodo sar di 0,25 us e il tempo macchina 4*T clock =1us Ogni ciclo macchina dura quindi 1 us se la frequenza di clock 4 MHz. Il ritardo ottenuto quindi 2 us visto che sono state introdotte due righe con listruzione nop

Senza libreria Se non avessimo inserito la libreria avremmo dovuto dare delle direttive al compilatore: PORTA EQU 0x05 PORTB EQU 0x06 TRISA EQU 0x05 TRISB EQU 0x06 STAUS EQU 0x03 RP0 EQU 0x05 ; bit 5 del registro status CMCON EQU 0x1F

Riga programmaRegistro interessato Stato deI bit Registro MOVLW 0X07accumulatore00000111 MOVWF cmconcmcon00000111 Bsf status,rp05 bit registro status00100000 Movlw 0x00accumulatore00000000 Movwf trisaTrisa del bank100000000 Movwf trisbTrisb del bank100000000 Bcf status, rp05 bit registro status00000000 Movlw 0xffaccumulatore11111111 Movwf portaPorta del bank011111111 Movwf portbPortb del bank011111111 nopNessun registro Movlw 0x00accumulatore00000000 Movwf portaPorta del bank000000000 Movwf portbPortb del bank000000000

Ritardo con una routine di ritardo Con pochi microsecondi di ritardo non possiamo renderci conto della differenza tra i due livelli logici e, gestire un ritardo pi grande, comporterebbe la scrittura di un numero enorme di istruzioni nop. Un metodo pi efficace quello di inserire un valore in un registro GFR e, decrementarlo. La macchina rimane nel suo stato fino a quando il registro non zero Si passa alla istruzione successiva se tutto nullo. Useremo quindi decfsz salta alla istruzione successiva se il risultato nullo Il programma il seguente: LIST p=16F628 include "P16F628.inc count1 equ 0x0C ; registro generale count2 equ 0x0D org 0x00

Ritardo con una routine di ritardo movlw 0x07 movwf CMCON ;pone I comparatori a 1 bsf STATUS, RP0 ;seleziona bank1 movlw b'00000000' movwf TRISB movwf TRISA bcf STATUS, RP0 ;seleziona banco 0 clrf PORTA ;porta non viene mai usata clrf PORTB loop: call Delay bsf PORTB, 7 ;pone il bit 7 a livello logico alto call Delay

Ritardo con una routine di ritardo: subroutine di ritardo Spegni: bcf portb,7 ;pone a livello logico basso il bit 7 goto loop Delay: movlw 0x0f movwf conta2 ;pone il valore 15 in un GFR movlw 0x0f movwf conta1 ;pone il valore 15 in un GFR Loop1: decfsz conta1 ;decrementa il registro e salta se zero goto Loop1 Loop2: decfsz conta2 ;decrementa il registro e salta se zero goto Loop2 return end

Osservazioni Nel programma sono stati settati sia i registri porta e trisa che non servono; non serve nemmeno il settaggio del registro comcon che setta i comparatori. Se fosse stato utilizzato tutto il registro trisa, sarebbe stato utile settare i comparatori. Si noti che il ritardo sul cambio di stato di ogni porta di 30 us perch il decremento di ciascun registro 0ch e 0dh dura 15 cicli macchina e, ogni ciclo dura 1 us; 15 cicli durano 15 us. Siccome sono due registri da decrementare, il ritardo sar di 30 us Per fare un ritardo pi grande, si possono settare a 1 al massimo 8 bit di ciascun registro per un numero di cicli massimi di decrementi pari a 255 us

esercizio Scrivere un programma che faccia accendere e spegnere alternativamente 2 led e ciascuno con un ritardo di 200 us

Osservazioni Quando si incontra listruzione goto oppure call subroutine, si ha un salto e si interrompe il flusso del programma per eseguire la linea programma o la subroutine. Nella memoria programmi c una parte riservata allo stack pointer in cui si inserisce lindirizzo in cui stato interrotto il programma. Terminate le istruzioni in cui il programma saltato, lo stack pointer fornisce lindirizzo della memoria programma dove ritornare

Registri Riga programmaRegistriBit Movlw 0x07w00000111 Movwf cmconRegistro comparatore00000111 Bsf status,rp0Bit 5 di status00010000 Movlw 0x00w00000000 Movwf trisbtrisb00000000 Bcf status,rp0Bit 5 di status00000000 Clrf portbportb00000000 Call delay Bsf portb,7Bit 7 portb10000000 Call delay Goto loop

Delay Riga programmiRegistriBit Movlw 0x02w00000010 Movwf conta1Registro 0x0c00000010 Movlw 0x02W00000010 Movwf conta2Registro 0x0d00000010 Decfsz conta10x0c00000001 Goto loop1 Decfsz conta10x0c00000000 Decfsz conta20x0d00000001 Decfsz conta20x0d00000000 Return Supponiamo di inserire un ritardo molto pi piccolo Ritorna allultima chiamata di subroutine.

Un tempo di ritardo pi lungo Delay: movlw 0x0f movwf conta2 ;pone il valore 15 in un GFR Loop2: movlw 0x0f movwf conta1 ;pone il valore 15 in un GFR Loop1: decfsz conta1 ;decrementa il registro e salta se zero goto Loop1 decfsz conta2 ;decrementa il registro e salta se zero goto Loop2 return end Questa volta, per ogni decremento di conta2, si ritorna a loop2 Ogni decremento di conta2 genera 15 decrementi di conta1 I decrementi terminano quando conta2 zero Il tempo di ritardo 255 us=15*15

Sorgenti di segnali Ogni microcontrollore lavora secondo un certo sincronismo I segnali di sincronizzazione possono essere interni o esterni Se esterni, viene applicato un generatore di impulsi ad una certa frequenza su un determinato pin. Nel caso del pic16f628, il segnale viene applicato sul pin 3

Prescaler e interrupt Il pic 16f628 dotato di un timer interno ad 8 bit. Il registro timer0, registro del bank0 allindirzzo 01h, incrementa il proprio contenuto per ogni ciclo macchina Loscillatore interno del pic genera una frequenza f=4 MHz; la frequenza di un qualsiasi segnale proveniente dal pic quindi di f/4=1 Mhz, frequenza macchina. Il registro timer0 incrementa cos il proprio contenuto con la frequenza di 1 MHz La frequenza di interruzione, frequenza di interrupt, si ha quando il timer inizia a contare daccapo, cio quando passa da overflow a zero. Essendo il timer0 di 8 bit, linterrupt si ha ogni 2 8 -1 cicli macchina+1=256 contando anche il passaggio da overflow a zero

Frequenza di interrupt La frequenza fi di interrupt si calcola dividendo la frequenza macchina per 256: fi=f(osc)/(4*256) Si potrebbe cambiare la frequenza di interrupt con due metodi: Inizializzando il timer con un valore Nt diverso da 0. come accorciare la lunghezza del timer cos impiegher meno tempo per andare in overflow La nuova frequenza fi di interrupt sar: fi=f(osc)/4/(256-Nt) La frequenza di interrupt pu cambiare se si inserisce un prescaler, cio un divisore di frequenza. Il prescaler formato dai tre bit del registro option che si trova allindirizzo 81h, cio un registro di bank1

Esercizi per impostare linterrupt senza prescaler 1. Calcolare il periodo di interrupt se Nt=0 2. Calcolare il periodo e la frequenza di interrupt se Nt=200 3. A quanto bisogna impostare Nt se si chiede che fi=300 Hz

Registro Option Bit 0RBPUDisabilita o abilitai resistori interni di pull up 0 disabilita 1 abilita Bit 1INTEDGSeleziona il fronte di salita di interrupt su RB0/INT 0 fronte salita 1 fronte discesa Bit 2TOCSSeleziona il fronte di segnale di clock del timer 0 clock interno 1 clock esterno Bit 3TOSESeleziona il fronte del segnale per il clock del timer su RA4/TOCKL 0 fronte di discesa 1 fronte di salita Bit 4PSAAssegna il prescaler l timer TMR0 o al WDT 0 TMR0 1 WDT Bit 5PS2Selezione il fattore di divisione per il TMR0 Bit 6PS1 Bit 7PS0

Un piccolo schema

Prescaler Ps2Ps1Ps0Divisore 0002 0014 0108 01116 10032 10164 110128 111256 Se si vuole cambiare la frequenza fi di interrupt con Np, il fattore di divisione di prescaler fi assumer la seguente formula matematica: fi=fosc/4/Np

Prescaler La frequenza di interrupt pu essere cambiata anche utilizzando sia il prescaler che cambiando il punto di partenza del timerO. La frequenza fi pu cambiare nel seguente modo: fi=fosc/4/Np*(256-Nt)

Esempio con il prescaler Supponiamo di voler generare un interrupt ogni 3 ms Ti=256*Tm=256*4*Tclock=256/fosc/4 Si inserisce il prescaler per cambiare Ti Ti=256*Np/f/4 Imponendo Ti=3 Np=Ti/256*fosc/4=11.72 Questo valore non nelle tabelle del prescaler Si pu far partire il conteggio del timer da un valore diverso da zero Si deve allora calcolare il valore Nt da dove far partire il timer Si pu utilizzare la seguente formula per calcolare il periodo di interrupt Ti=Np*((256-Nt)/fosc/4 Se si impone Ti=3 ms, Np=64, si calcola Nt=256- 3000/64=209,125=209

esempio Si vuole accendere e spegnere un led collegato su RA0 di un pic16f628 con periodo di 1 secondo. Si utilizza un clock di 4 MHz. Se si impone un divisore di prescaler pari a 64, la frequenza di interrupt diventa 15625 Con un semplice conto, si calcola che per avere 1 Hz basta far partire il timer da 125

Esercizi Se Nt=200 e Np=512, per un clock con frequenza 4 MHz, che valore assumeranno fi e ti? Se si vuole una frequenza f pari a 300 con un clock di 4 MHz, come bisogna combinare Np ed Nt?

Registro INTCON GIEAbilitazione di tutti gli interrupt0disabilitati 1abilitati EEIESegnala il completamento nella memoria EEPROM 0Non completo 1Completo TOIEAbilita linterrupt per il superamento di capacit del timer0 0Disabilitato 1Abilitato INTEAbilita linterrupt su RB0/INT0 Disabilita 1 Abilita RBIEAbilita linterrupt per il cambio di livello su RB7- RB4 0 Disabilita 1 abilita TOIFSegnala overflow su timer0 0 No Overflow 1 Overflow avvenuto INTFSegnala la richiesta di interrupt su RB0/INT 0 Nessuna richiesta 1 Richiesta avvenuta RBIFSegnale di cambio di livello su RB7-RB4 0 Nessun cambio livello 1 Cambio di pi livelli

Routine di interrupt senza prescaler La routine di interrupt va scritta a partire dalla locazione 004 della memoria programma Se si vuole utilizzare il timer senza inserire il prescaler, bisogna seguire questa sequenza di passaggi: Scrivere una routine di interrupt a partire dalla locazione 004. Nella routine bisogna dare le seguenti informazioni: Si carica il valore dal quale bisogna far partire il timer Azzerare il flag di avvenuto interupt, bit 2 del registro INTCON Ritornare al programma principale tramite il comando RETFIE Nella routine principale bisogna scrivere: Porre a zero il bit 5 del registro OPTION, cio porre in modalit timer Caricare il valore iniziale del timer Abilitare linterrupt ponendo a 1 il bit 5 di INTCON Abilitare gli interrupt ponendo a 0 il bit 7 del registro INTCON

Routine di interrupt con prescaler Bisogna scrivere la routine di interrupt e partire dalla locazione 004 della memoria programma o ricaricare il valore iniziale del timer o azzerare il flag di avvenuto interrupt tramite il bit 2 del registro INTCON o terminare la routine di interrupt tramite listruzione RETFIE Nel programma principale si scrivono le seguenti istruzioni: o assegnare il prescaler al timer ponendo a 0 il bit 3 del registro OPTION o selezionare il fattore di divisione del prescaler o assegnare il valore di inizio del timer o abilitare linterrupt del timer ponendo a 1 il bit 5 di INTCON o abilitare tutti gli interrupt ponendo a 1 il bit 7 di INTCON

Come settare il prescaler

esempio Si vuol far accendere e spegnere un led su RA1 con frequenza 1 Hz. Si utilizzi un quarzo di 4 MHz f(clock)=4000000Hz; f(macchina)=1000000 Hz Si pone Np=(64) 10 =combinazione prescaler 101 256-Nt=125

Lampeggio di un led con frequenza di 1 Hz list p=16f628 radix dec porta equ 5 portb equ 6 Timer equ 1 intcon equ 0x0b cont equ 0x0c flag equ 0x0d toif equ 0x02 toie equ 0x05 gie equ 0x07 goto start

Lampeggio led: routine interrupt org 4 interrupt: incf cont,1 movlw 0x00 movwf timer bcf intcon, toif retfie ;ritorno dallinterrupt

Lampeggio di un led:routine principale start: movlw 0xd5 ; carica il valore 11010101 movwf option movlw 0xff tris portb movlw 0x00 tris porta RBPUINTEDGTOCSTOSEPSAPS2PS1PS0 11010101 Divisore di prescaler=64 Clock interno Prescaler al timer

Lampeggio di un led movwf timer ;laccumulatore ancora azzerato movwf cont bsf intcon, toie ;abilita linterrupt timer bsf intcon, gie ;abilita gli interrupt ancora: movlw 125 xorwf cont,0 ;esegue loperazione logica XOR tra cont e W e pone il risultato in W skpz ; salta se il risultato zero. Il conteggio si ferma a 125 goto ancora avanti: movwf cont comf flag,1 ;complementa flag e pone il risultatp in flag btfsc flag,0 ;testa il bit 0 e salta se 0 goto accendi bcf porta,0 goto ancora accendi: bsf porta,0 goto ancora end

gestione dei ritardi generatore di onde quadre il generatore di onde quadre consiste di un treno di...

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