AVR progr AVR p rograma amació ción n en e n C – 09 0 9 Timer/Coun Timer/ Counter0 ter0 del ATmeg AT mega16 a16 – Parte Pa rte 1 (Modo (M odo Norm Normal al Po!ted "# alfreedom alfreedom on on August August 17, 2014 2014 Po!ted in$ AT in$ ATmega16 mega16%% AV AVR R% C% Tutoriale! Tutoriale!&& Tagged$ atmega atmega%% AT ATmega16 mega16%% AT ATmega' mega'%% a)r % C% progamacion progamacion%% timer %timer/counter0 timer/counter0%% timer0 timer0%% tutorial tutorial&& * Comment!
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carrac ca actter er--!t !tiica ca! !
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microcontroladore!% a!- ue e! mu# importante aprender !u u!o& +o! microcontrolador AVR tiene tie ne tem tempor pori,a i,ador dore! e! mu# pod podero ero!o! !o! # mul multi tiunc unciona ionale! le!%% pue pueden den med medir ir tie tiempo mpo%% gen genera erar r recuencia!% contar e)ento! eterno!% 2acer comparacione!% !incroni,ar tarea!% generar una onda P3M% etc&
4l tema de lo! timer! e! un tanto complicado # eten!o% en e!ta !erie de po!t !e trata de dar una "re)e eplicación del uncionamiento # programación del timer0 en el ATmega16&
4l timer0 del ATmega16 e! un contador/tempori,ador de 5 "it! (puede contar 2a!ta !-ncrono% e! decir% ue depende del relo7 del CP8 (!ólo !u relo7% no el CP8 para uncionar% e! un módulo independiente del ncleo del AVR AVR lo ue reduce la carga del micro&
Cada timer tiene a!ociado un relo7 ue i7a el pa!o ue de"e marcar # una o m.! unidade! compradora!& 4l relo7 del timer0 e! deri)ado del relo7 del CP8 # puede tener do! uente! di!tinta!$ !i !e u!a la uente de relo7 interna del CP8% el relo7 del CP8 pa!a primero por un di)i!or de recuencia (pre!caler # la !alida de e!te di)i!or )a al timer% !i !e u!a una uente de relo7 eterna por el pin T0% primero !er. !incroni,ada con el relo7 interno ante! de pa!ar al pre!caler& +o! )alore! de di)i!ión (pre!caler #a e!t.n e!ta"lecido! para cada timer% en el ca!o del timer0 la recuencia del CP8 puede !er di)idida por un actor de 1% 5% 6:% 6 o 10:% generando a!la recuencia de conteo& Por cada unidad comparadora ei!te un pin a!ociado a ella% normalmente marcado como ;C (;utput Compare ue e! donde !e puede generar una recuencia de !alida por la unidad comparadora del timer&
4l timer0 tiene : modo! de uncionamiento ue !e pueden conigurar programando !u! regi!tro! a!ociado!$
Modo Normal$ 4l timer cuenta de!de 0 a # !e de!"orda reiniciando la cuenta& Puede generar interrupción al de!"ordar!e o cuando la comparación del conteo concuerde con un )alor determinado&
Modo CTC$ 4n e!te modo el timer0 e! reiniciado a 0 cuando una comparación entre el timer # un )alor determinado coincide& ;pcional mente puede conigurar!e para ue al 2a"er una coincidencia genera una interrupción o cam"ie el e!tado de un pin&
Modo
Modo P2a!e Correct P3M$ 4!te modo orece una onda P3M de alta re!olución% a dierencia del modo
Regi!tro! del Timer/Counter0
Para controlar lo! modo! de uncionamiento # la recuencia de tra"a7o% el timer0 tiene a!ociado! )ario! regi!tro! lo! cuale! !e de!cri"en ma! adelante& A parte de lo! regi!tro!% el timer0 tiene la capacidad reci"ir una recuencia de relo7 eterna mediante el pin T0 (P=0 # de cam"iar el e!tado de la !alida en el pin ;C0% ue e! la !alida del comparador del timer$
TCCR0: (Timer/Counter Control Register) 4!te regi!tro conigura la recuencia a la ue tra"a7ar. el timer% el modo de tra"a7o # !i el timer controlar. la !alida del pin a!ociado a el% en e!te ca!o el pin ;C0&
Regi!tro TCCR0 (Timer/Counter Control Regi!ter
<;C0$ 4!cri"iendo un 1 en e!te "it% uer,a a ue !e realice una coincidencia de comparación # acta !o"re el pin ;C0 !i !e u!a&
3>M01$0$ Conigura el modo de uncionamiento del timer0&
C;M01$0$ 4!to!
"it!
coniguran
el
u!o
del
pin
;C0
comparación dependiendo del modo ue !e tra"a7e&
?alida del comparador en modo N;@P3M (Normal ó CTC
?alida del comparador en modo
con
el
modulo
de
?alida del comparador en modo PA?4 C;RR4CT P3M
C?0$0$ Con e!to! "it! !e !elecciona la uente del relo7 para el timer% puede !er interna con un pre!caler o eterna con una !eBal de relo7 en el pin T0&
Coniguración del pre!caler para recuencia del Timer/Counter0
TCNT0:
(Timer/Counter
Register) 4!te
regi!tro e!
el
ue
guarda
la
cuenta
del
Timer/Counter0 (0 a &
Regi!tro TCNT0 (Timer/Counter Regi!ter
OCR0: (Output Compare Register) Au- !e guarda el )alor a comparar con el regi!tro TCNT0& Cuando el )alor del regi!tro TCNT0 coincide con el )alor guardado en e!te regi!tro% !e reali,a el e)ento programado para la coincidencia en comparación% #a !ea generar una interrupción o cam"iar el e!tado del pin ;C0&
Regi!tro ;CR0
TIMSK:
(Timer Interrup Mask Register) 4n e!te regi!tro !e encuentran lo! "it! de
2a"ilitación de interrupcione! para cada timer% a no!otro! no! intere!a el "it T;40(0 # ;C40(1 ue !on lo! corre!pondiente! al timer0&
Regitro TM?D (Timer/Counter nterrup Ma!E Regi!ter
T;40$ 4!cri"ir a 1 en e!te "it 2a"ilita la interrupción por de!"ordamiento del TimerCounter0 (Timer/Counter ;)erloF nterrupt 4na"le 0 !i tam"iGn !e 2a"ilitan la! interrupcione! glo"ale! con el "it en ?R4>&
;C40$4!cri"ir a 1 en e!te "it 2a"ilita la interrupción por coincidencia en la comparación del Timer/Counter0con el regi!tro ;CR0 (;utput Compare nterrupt 4na"le 0% !i tam"iGn !e 2a"ilitan la! interrupcione! glo"ale! con el "it en ?R4>&
TIFR: (Timer Interrup Flag Register) 4n e!te regi!tro !e encuentran la! "andera! de interrupcione! para cada timer% a no!otro! no! intere!a el "it T;V0(0 # ;C<0(1 ue !on lo! corre!pondiente! al timer0&
Regi!tro T
T;V0$ Cuando e!te "it !e pone a 1 !e genera la interrupción por de!"ordamiento del Timer/Counter0& 4!te "it !e limpia cuando cuando entra a la unción ue atiende la interrupción o e!cri"iendo un 1 en e!te "it&
;C<0$ Cuando e!te "it !e pone a 1 !e genera la interrupción por coincidencia en la comparación del Timer/Counter0 con el regi!tro ;CR0& 4!te "it !e limpia cuando cuando entra a la unción ue atiende la interrupción o e!cri"iendo un 1 en e!te "it&
Como !e mencionó anteriormente% lo! timer! !on complicado!% a!- ue en e!te primer po!t dedicado al Timer/Counter0% !e )er. !u uncionamiento en modo Normal con e7emplo! ue u!en poleo e interrupcione! # uente! de relo7 interna! # eterna!& ?e 2ace e!to de eplicar un modo en cada po!t con el in de proundi,ar # utili,ar toda! la! caracter-!tica! del timer&
Timer/Counter0 en Modo Normal 4n e!te modo el timer0 cuenta de!de =;TT;M 2a!ta T;P (=;TT;M H 0% T;P H # al pa!ar la cuenta empie,a de nue)o de!de =;TT;M& 4l timer puede generar interrupcione! de de!"ordamiento (al pa!ar de T;P a =;TT;M # de coincidencia en comparación con el regi!tro ;CR0&
4n e!to! primero e7emplo! !e u!ara el relo7 del CP8 como uente de relo7 para el timer% de!cartando el pin T0&
Para !a"er a ue recuencia # con ue periodo tra"a7ar. el timer% e! nece!ario !a"er alguna! órmula! para calcular tiempo! con eactitud&
Para calcular la recuencia del timer% !e di)ide la recuencia del CP8 entre el pre!caler de!eado$
<órmula para calcular la
Por lo ue el periodo de la cuenta del timer !er-a el in)er!o a la recuencia del timer$
<órmula para calcular el Periodo de cuenta del Timer
4!to !igniica ue el timer !e incrementara cada
Ttimer
!egundo!% !i ueremo! !a"er cada
cuanto tiempo !e de!"ordar. el timer% !e multiplica el periodo del timer por la re!olución del timer% ue en e!te ca!o e! de 5 "it! (6$
<órmula para calcular el tiempo de de!"ordamiento del Timer
Con la órmula anterior podemo! !a"er cada cuanto tiempo !e de!"orda el timer% pero !i ueremo! !a"er el ue )alor ue de"e de tener el timer para un determinado tiempo dentro del rango Toverflow !e aplica una !encilla regla de '$
<órmula para calcular el )alor del Timer para determinado tiempo&
Por e7emplo$ ?upongamo! ue tenemo! nue!tro micro con una recuencia de 5 M2, # un pre!caler para el timer de 10:% la recuencia del timer !er-a$
Ft = 000000 !" / #0$% = &#$' !" Tt = # /&#$' !" = 0'000#$ segunos = #$ mi*rosegunos
To+, = #$ mi*rosegunos - $. = $&. mi*rosegunos = $' milisegunos
Con e!to! )alore! el timer !e de!"ordar-a cada '&5 mili!egundo!% !i ueremo! medir en inter)alo! de 10 mili!egundo!% aplicamo! la regla de ' para !a"er ue )alor tendr. el timer cuando 2a#an tran!currido 10 m!$
Cuenta el Timer = #0 ms - $. / $' # = &1'%
4!to uiere decir ue cuando el timer 2a#a contado *9 pa!o! 2a"r.n tran!currido aproimadamente 10 m!&
23emplo#: coniguraremo! el timer0 con un pre!caler de 10: con una recuencia de CP8 H 5M2, para ue el timer !e de!"orde cada 'm!% # una )e, ue !e de!"orde cam"aremo! el e!tado de un led en el puerto P=0$ 1
//
2 3 4 5
#include int main(void) {
6
// Timer0 modo normal, sin usar el pin OC0, prescaler de 0!" TCC0 $ %'(C00) %'(C0!);
7 8
// *uerto *0 como salida. ++ $ %'(*0); *OT $ 0;
9 10 11 12
hile() {
13 14
// si -a huo desordamiento del timer0 i( (T12 & %'(TO'0)) ){
15 16
*OT 3$ %'(*0); // conmuta el led T12 $ %'(TO'0); // limpia la andera
17 18
4
19
4
20 21 22
return 0; 4
23 24 25 26
//
27
Primeramente el programa conigura el timer # el puerto P=0 como !alida # en el ciclo ininito c2eca con!tantemente la "andera de interrupción por de!"ordamiento del timer% !i e!t. en 1 uiere decir ue el timer !e 2a de!"ordado (pa!ó de a 0 # !e conmuta el e!tado del led para de!pue! limpiar la "andera de interrupción&
23emplo$: 4!te e7emplo tiene el mi!mo o"7eti)o ue el anterior% cam"iar el e!tado del led al de!"ordar!e el timer% !olo ue au- en )e, de e!tar c2ecando la "andera de de!"ordamiento% !e u!a la interrupción por de!"ordamiento del timer0 ue !e e7ecuta cada ' m!% lo ue li"era al CP8 para e7ecutar otra! tarea!& 1
//
2 3 4 5 6
#include #include int main(void) {
7
// Timer0 modo normal, sin usar el pin OC0, prescaler de 0!" TCC0 $ %'(C00) %'(C0!);
8 9
// hailta interrupci5n por desordamiento de timer0 T167 $ %'(TO180);
10 11 12 13 14
15
// *uerto *0 como salida. ++ $ %'(*0);; *OT $ 0;
16 17 18
hile() {4 // C*9 lire
19 20 21
// hailita interrupciones gloales sei();
return 0; 4
22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
// unci5n para atender la interrupci5n 1(T1680%O'2%vect){ // se conmuta el estado del led *OT 3$ %'(*0); 4 //
32
23emplo: 4n e!te e7emplo !e u!a el timer para contar inter)alo! de 10 mili!egundo!% ue !e almacenar.n en una )aria"le para generar un retardo de 1 !egundo para parpadear un led& ?e nece!ita !a"er cual e! el )alor del timer para 10 m!% !e u!a la regla de '$ Cuenta el Timer = #0 ms - $. / $' # = &1'%4 cuando el timer cuente *9 pa!o! 2a"ran tran!currido 10 m!& 1 2 3
//
4 5 6
#include #deine 8T:+O 000 // 000 milisegundos segundo
7 8
int main(void) {
9
int milis$0;
10 11
// Timer en modo normal, sin salida por OC0 con prescaler de 0!" TCC0 $ %'(C00) %'(C0!);
12 13
// *uerto *0 como salida. ++ $ %'(*0); *OT $ 0;
14 15 16 17
hile() {
18 19
i(TC$ =>) // si -a pasaron 0 milisegundos { TC$ 8T:+O) // si -a pasaron 000 milisegundos { // camia el estado del led *OT 3$ %'(*0); // reinicia el contador de milisegundos milis$0; 4 4
20 21
22 23 24 25 26
27 28 29
4
30 31 32
return 0; 4
33 34 35 36
//
Como !e )e% !e tiene ue e!tar 2aciendo la comparación del )alor del timer con!tantemente para !a"er !i #a pa!aron 10 m!% e!to le toma tiempo al proce!ador& Para a2orrar e!e tiempo muerto !e pueden emplear do! mGtodo!$ el primero e! 2aciendo ue el timer !e de!"orde cada 10 m!% o !ea% cada ue pa!en *9 incremento! # a!- 2acer todo de!de la unción de interrupción por de!"ordamiento% # el !egundo e! u!ar la interrupción por coincidencia en comparación con el timer0 # el regi!tro ;CR0% a!- el regi!tro de comparación !e carga con el )alor *9 (para 10 m! # cuando el )alor del timer0 coincida con el )alor del regi!tro ;CR0% !e e7ecutar. el código en dic2a interrupción& 4! nece!ario reiniciar el )alor del timer a 0 en la unción de interrupción para ue )uel)a a contar% de lo contrario el timer !eguir. !u cuenta 2a!ta el de!"ordamiento # no !e e7ecutara la interrupción en e!e lap!o&
Au- pongo el código de lo! do! programa!$
5rograma #$ nterrupción por de!"ordamiento& 1
//
2 3 4 5 6 7
#deine 8T:+O 000 // 000 milisegundos segundo #deine 2%C*9 @000000 #deine A8+ *0 #include #include
8 9
volatile int milis$0;
10 11
int main(void) {
12
// Timer en modo normal, sin salida por OC0 con preescaler de 0!" TCC0 $ %'(C00) %'(C0!);
13 14 15
// :ctiva interrupci5n por deordamiento del timer0 T167 $ %'(TO'0);
16 17
// puerto *0 como salida ++ $ %'(A8+); *OT $ 0;
18 19 20 21
// carga el timer con == para Bue se desorde a los 0ms TC
22 23 24 25 26 27
// :vtiva interrupciones gloales sei(); hile() { 4
28 29 30 31
return 0;
32 33 34 35
4 1(T1680%O'2%vect){
36 37 38 39 40
41 42
// 8l timer se desorda cada 0ms // recarga el timer con == de nuevo TC$ 8T:+O){ milis$0; *OT 3$ %'(A8+); 4
4
43 44
//
45 46 47
5rograma $$ nterrupción por Coincidencia en comparación& 1
//
2 3 4 5 6 7
#deine 8T:+O 000 // 000 milisegundos segundo #deine 2%C*9 @000000 #deine A8+ *0 #include #include
8 9
volatile int milis$0;
10 11
int main(void) {
12 13 14 15 16 17
// Timer en modo normal, sin salida por OC0 con preescaler de 0!" TCC0 $ %'(C00) %'(C0!); // :ctiva interrupci5n por comparaci5n del timer0 T167 $ %'(OC180);
18 19 20 21 22 23
// puerto *0 como salida ++ $ %'(A8+); *OT $ 0; // carga registro comparador con => OC0 $ =>;
24 25 26 27 28 29
30
// :vtiva interrupciones gloales sei(); hile() { 4
31 32 33 34
return 0; 4
35 36
1(T1680%CO6*%vect){
37 38 39 40
41 42 43 44
// reinicia el timer TC$ 8T:+O){ milis$0; *OT 3$ 022; 4
4 //
45 46 47
Como !e )e en e!te !egundo e7emplo% el timer !e tiene ue reiniciar cada ue la comparación coincide% para e)itar e!to% !e u!a el modo CTC del timer% ue autom.ticamente limpia el timer cuando coincide con el regi!tro ;CR0% e!te modo !e eplicar. en el !iguiente po!t relacionado a el timer0 del ATmega16&
4!pero la inormación le! 2a#a !ido de utilidad% no! )emo! la próimaI&
