Міністерство освіти і науки України Національний університет “Львівська політехніка” Кафедра КСА Звіт до лабораторної роботи №2 на тему «Реалізація програмних затримок за допомогою таймерів» з предмету «Програмування мікроконтролерів систем автоматики» Варіант № 3 Львів 2015 Мета роботи: ознайомитися зі структурою периферійних модулів таймерів мікроконтролерів AVR. Навчитися писати програми з відліком часових інтервалів за допомогою таймерів/лічильників мікроконтролера. Короткі теоретичні відомості МК AVR мають на борту різні реалізації таймерів. Перш за все це 8-ми та 16-ти розрядні таймери/лічильники. Останні, відповідно, можуть відраховувати точніші та довші інтервали часу. Також присутні в моделях AVR і сторожові таймери (Watchdog Timer), що призначені для контролю за несанкціонованим зациклюванням програми. 8-розрядні таймери/лічильники. У МК AVR реалізовано три виконання 8-розрядних таймерів/лічильників, що відрізняються набором виконуваних функцій. Перше виконання має реалізовані лише восьмирозрядний лічильник та лічильник зовнішніх подій. Друге виконання має додатково 8-розрядний ШІМ (широтно-імпульсний генератор) та формувач сигналів. Третє виконання ще додає керування таймером/лічильником в асинхронному режимі (годинник реального часу). У моделях AVR можуть бути присутні 2 восьмирозрядні таймери, які позначаються відповідно T0 та T2. Кількість таймерів та їхнє виконання залежать від конкретної моделі. Також від виконання залежить і кількість переривань, що можуть бути згенеровані таймером. Як 8- так і 16-розрядні таймери AVR використовують у своїй роботі 10-розрядний попередній подільник частоти. Він використовується для всіх наявних таймерів в моделі МК, окрім таймера з керуванням в асинхронному режимі, який має свій окремий попередній подільник.
Рис. 1. Блок попереднього дільника таймера На виході мультиплексора дільника частоти вхідна тактова частота, від якої тактується МК, розбита на ряд підчастот, які зменшені у вказане число раз. Наприклад, clk/64 означає, що відраховується 64 тактів МК, після чого посилається імпульс для таймера. Таким чином, ми можемо сповільнити роботу нашого таймера. Варто мати на увазі, що попередній подільник працює незалежно від таймера. У результаті чого виникає невизначений проміжок часу (від 1 до значення дільника) між дозволом таймера та його першим відліком при сумісній роботі з дільником частоти. Для цього передбачена можливість скиду значень попереднього дільника частоти шляхом запису лог. 1 у відповідний біт регістра SFIOR. Таймери, що не мають асинхронного режиму роботи, можуть тактуватися також від зовнішнього сигналу Тзовн. При цьому можна налаштувати відлік або по наростанню фронту сигналу, або по його спаду. Частота зовнішнього сигналу повинна бути у 2,5 рази меншою за частоту тактового генератора МК. Попередній подільник частоти для асинхронного таймера може тактуватися як від основного генератора тактової частоти МК, так і від автономного генератора із своїм зовнішнім кварцем. Цей автономний генератор оптимізований під годинниковий кварц 32 768 Гц. Асинхронний подільник має додаткові коефіцієнти поділу 32 та 128, однак відсутній підрахунок від зовнішніх імпульсів. Вибір режиму тактування таймера здійснюється за допомогою трьох бітів CSn, що розміщені у регістрі TCCRn (табл. 1). Таблиця 1. Вибір тактового сигналу для таймерів виконання 1, 2 CSn2 CSn1 CSn0 Джерело тактового сигналу  0 0 0 Таймер зупинений  0 0 1 clkI/O  0 1 0 clkI/O/8  0 1 1 clkI/O/64  1 0 0 clkI/O/256  1 0 1 clkI/O/1024  1 1 0 Рахунок імпульсів на виводі Tn за спадаючим фронтом  1 1 1 Рахунок імпульсів на виводі Tnза наростаючим фронтом   Таймери/лічильники можуть працювати у 4-х режимах: Нормальний режим. 8-розрядний лічильний регістр нараховує 256 тактів таймера, виникає переповнення, і рахунок продовжується зі значення 0. При виникненні переповнення виставляється у регістрі TIFR прапор переповнення TOV та генерується переривання ...