ТАЙМЕРЫ-СЧЕТЧИКИ - раздел Высокие технологии, АРХИТЕКТУРА МИКРОКОНТРОЛЛЕРА
Большинство Задач Управления Решаются В Реальном Времени. При...
Большинство задач управления решаются в реальном времени. При этом микроконтроллер должен в определенные моменты времени выполнять определенные действия с объектом. Типовыми задачами такого плана считаются:
0 подсчет импульсов сигнала за фиксированный интервал времени;
0 формирование интервалов времени определенной длительности;
0 формирование периодических сигналов заданной частоты;
0 формирование широтно-модулированных сигналов;
0 формирование временных задержек;
0 измерение времени и др..
Любая из этих задач может быть выполнена программно, но в этом случае процессорное ядро вынуждено заниматься только подсчетом времени и все остальные задачи откладываются. Для разгрузки процессорного ядра от такой неэффективной работы микроконтроллеры снабжаются специальными схемами, получившими название таймеры/счетчики (Timer/Counter). Таймер/счетчик может быть использован для подсчета тактовых импульсов фиксированной частоты либо для подсчета любых внешних импульсных сигналов. Считается, что в первом случае устройство выполняет функции таймера, во втором - счетчика.
В современных микроконтроллерах, кроме простейших функций подсчета импульсов, на таймеры/счетчики возлагаются обычно дополнительные функции:
В режиме захвата содержимое таймера/счетчика в момент времени, задаваемый каким либо внешним событием на входе захвата, запоминается в регистре данных и становится доступным для процессорного ядра. Одновременно формируется запрос на прерывание, сообщающий программе о готовности данных.
В режиме сравнения содержимое таймера/счетчика сравнивается с некоторым фиксированным числом, хранящемся в одном из регистров микроконтроллера. В момент равенства данных формируется сигнал на выходе захвата.
В режиме широтно-импульсной модуляции таймер/счетчик формирует последовательность импульсов определенной частоты, в которой длительность импульсов может быть изменена программно от 0 до периода последовательности.
Количество таймеров/счетчиков, интегрируемых на кристалл микроконтроллера, может быть различно. Например, микроконтроллер ATmega163 имеет три универсальных таймера/счетчика: два 8-битных (Timer/Counter0 и Timer/Counter2) и один 16-битный (Timer/Countert).
Для регулирования частоты входного сигнала все таймеры снабжаются предделителями (Prescaler). Таймер/счетчик 0 и таймер/счетчик 1 имеют общий предделитель, обеспечивающий изменение частоты на входе каждого счетчика в диапазоне от 1/8 до 1/1024 входной тактовой частоты СК (Clock).
Тактовый сигнал таймера/счетчика 2 по умолчанию равен частоте синхронизации СК. Программно его можно подключить к отдельному тактовому генератору. Для этого к определенным выводам микроконтроллера (TOSC1 и TOSC2) подключается кристалл резонатора. Генератор оптимизирован на частоту кристалла 32.768 кГц. Это позволяет использовать таймер/счетчик 2 в качестве часов реального времени RTC (Real Time Clock).
Создание фирмой Intel в году первой программируемой электронной схемы на... За лет своего бурного развития микропроцессорные системы прошли путь от специализированных комплектов интегральных...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
ТАЙМЕРЫ-СЧЕТЧИКИ
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
АРХИТЕКТУРА МИКРОКОНТРОЛЛЕРА
Контроллером в технике регулирования считается управляющее устройство, осуществляющее регулирующие или контролирующие функции в системе. Контроллер, реализованный на одном кристалле
Память программ
Программа микропроцессора представляет собой последовательность команд (инструкций). Каждая инструкция имеет свой оригинальный двоичный код. Коды инструкций и хранятся в памяти прог
Масочная память
Масочная память (maskROM) программируется с помощью фотошаблонов (масок) на стадии изготовления микроконтроллера. Т.е. контроллер с масочной памятью изготавливается с
Однократно программируемая память
Однократно программируемая память (OTPROM - One Time Programmable ROM) no принципу построения и функционирования аналогична масочной, но она поставляется изготовителем микрок
Репрограммируемая память
Репрограммируемая память (EPROM - Erasable PROM) аналогична OTPROM, но допускает стирание информации и повторное программирование. Стирание информации в памяти осуществляется
Память с электрическим стиранием
Память с электрическим стиранием (EEPROM - Electrically EPROM) программируется пользователем и может многократно стираться. Стирание и повторное программирование EEPROM осуще
Флэш - память
Флэш-память (Flash memory) относится к классу EEPROM, но использует особую технологию построения запоминающих ячеек. В отличие от EEPROM, она может стираться только целиком,
Статическая память
Статическая память (SRAM - Static Random Access Memory) энергозависима. Она обеспечивает хранение информации только при наличии напряжения питания не менее определенной велич
Специализированные ячейки флэш-памяти
В энергонезависимой flash-памяти микроконтроллеров могут присутствовать специализированные биты и байты, предназначенные для защиты программы пользователя и конфигурирования изделия
Основные элементы
Каждый производитель микроконтроллеров для серии выпускаемых им изделий разрабатывает и патентует своё оригинальное процессорное ядро (MCU - Microprocessor Core Unit). Однако
Регистр инструкций
Регистр инструкций (IR - Instruction register) - регистр, предназначенный для хранения считанной из памяти программ инструкции. Считанная из памяти программ инструкция декоди
Арифметико-логическое устройство
Арифметико-логическое устройство (ALU - Arithmetic Logic Unit) - логическая схема, непосредственно осуществляющая преобразование одной или двух переменных в соответствии с ин
Регистры общего назначения
Регистры общего назначения предназначены для временного хранения данных в процессе вычислений. Разрядность регистров определяет разрядность вычислений и, в конечном счете, разрядность самого микрок
Регистр состояния
Регистр состояния (Status register) предназначен для хранения отдельных признаков результата, полученного при выполнении различных арифметических и логических операций в ариф
Мнемонические обозначения
Каждая архитектура микроконтроллера имеет собственную систему команд. Система команд микроконтроллера описывается на специальном языке символического кодирования. При этом каждая ин
Адресация данных
Адреса операндов, задействованных в выполнении любой инструкции программы, в явном или в неявном виде должны быть указаны в коде этой инструкции. Операнды могут находиться в ячейках
Косвенная адресация
Косвенным образом могут адресоваться ячейки памяти данных или памяти программ.
· Операции с памятью данных
Операнд содержитс
ЯЗЫК АССЕМБЛЕРА
Язык ассемблера (assembler language) - язык программирования микропроцессорных систем, ориентированный на определенную архитектуру системы. Программа, написанная на языке асс
Выражения
Программа на языке ассемблера состоит из отдельных строк. Строка кода не должна быть длиннее 120 символов. Ассемблер Atmel AVR не различает строчные и заглавные буквы.
Люба
Операнды
Операндами языка ассемблера могут быть:
0 Определяемые пользователем метки.
Метка может располагаться перед командой/директивой и
Функции
Функции, определенные в языке ассемблера
0 low(expression) возвращает младший байт выражения;
0 high(expression) возвращает второй байт выраж
Директивы
Директивы ассемблера не транслируются в коды операций, они используются для размещения программы в памяти, определяют макрокоманды, инициализируют память данных и выполняют ещё целы
ТАКТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР
Работа процессорного ядра синхронизируется тактовым генератором. Именно период работы генератора определяет время, необходимое для выполнения элементарных операций в ядре. Простейши
Источники сброса
Причинами (источниками) сброса могут являться различные воздействия: включение питания и кратковременные его изменения, сигналы формируемые аппаратно вне и внутри микроконтроллера,
Сторожевой таймер
Сторожевой таймер (Watchdog) синхронизирован от отдельного внутреннего генератора на кристалле, работающего с частотой 1 МГц (при напряжении питания Vcc=5 В).
Задерж
Алгоритм обработки прерываний
Сигнал запроса на прерывание вырабатывается периферийным устройством при его готовности к обмену информацией. Сигнал может появиться в произвольный момент времени.
Процессо
Вектора прерываний
Идентификация источника прерывания в системе может выполняться как программными, так и аппаратными средствами.
В первом случае, источник прерывания фиксируется установкой ф
ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМАЯ ПАМЯТЬ ДАННЫХ
Энергонезависимая память типа EEPROM отличается от памяти данных типа SRAM существенно большим временем чтения и записи информации. Время обращения при записи обычно составляет неск
ПОРТЫ ВВОДА-ВЫВОДА
9.1. Организация ввода/вывода
Порты ввода-вывода обеспечивают ввод и вывод данных в параллельном формате. Обычно порты ввода-вывода выполняются 8-разряд
Алгоритмы обмена данными
Порты ввода-вывода предназначены для связи микроконтроллера с различными объектами и могут реализовывать различные алгоритмы обмена данными: 0 асинхронный программный обм
Принципы аналого-цифрового преобразования
Параллельный преобразователь
В параллельном преобразователе (рис. 10.1) входной сигнал подается сразу на множество компараторов, осуществляющих сравнение сигн
Управление аналого-цифровым преобразователем
В состав микроконтроллеров обычно включают 8 - 16-битные многоканальные преобразователи с большим набором встроенных функций. При этом все функции преобразователя программируются и
АНАЛОГОВЫЕ КОМПАРАТОРЫ
Аналоговые компараторы осуществляют сравнение двух напряжений. Результатом сравнения является логический сигнал, фиксирующий момент равенства входных сигналов. Выход компаратора может быть использо
Простейший 8-битный счетчик
8-разрядный таймер/счетчик 0 (Timer/Counter0) тактируется сигналом синхронизации процессорного ядра (СК) или от встроенного предделителя (Preskaller), или от внешнего контакт
Захват, сравнение и широтно-импульсная модуляция
16-битный таймер/счетчик Timer/Counter1 микроконтроллера ATmega163 доступен процессорному ядру для чтения и записи, он может считать импульсы синхронизации CK, импульс
Часы реального времени
Часы реального времени RTC (Real Time Clock) являются разновидностью таймера/счетчика. Задачей RTC в схеме микроконтроллера обычно считается формирование интервалов времени р
Интерфейс UART
Асинхронный последовательный интерфейс UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter - универсальный асинхронный приемопередатчик) обеспечивает полудуплексный режим обмен
Интерфейс SPI
Последовательный периферийный интерфейс SPI (Serial Peripheral Interface) предложен фирмой Motorola. Он обеспечивает полный дуплексный обмен данными между двумя контроллерами
РЕЖИМЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
Одним из основных показателей микроконтроллера является энергопотребление. Величина энергопотребления характеризуется напряжением питания микроконтроллера и потребляемым током.
Режим Idle
Если биты SM1/SM0 находятся в состоянии 00, то команда SLEEP переводит микроконтроллер в режим ожидания Idle. В этом режиме его ток потребления уменьшается примерно в 2,5 раз
Режим ADC Noise Reduction
Когда SM1/SM0 биты установлены в 01, команда SLEEP заставит микроконтроллер ввести режим шумоподавления ADC Noise Reduction. В этом режиме процессорное ядро останавливается,
Способы программирования энергонезависимой памяти
В процессе программирования микроконтроллеров разработанная пользователем программа заносится в энергонезависимую память. При этом выполняются операции по стиранию, чтению и записи
Новости и инфо для студентов