Bài giảng Chương 4: Hoạt động của bộ định thời

CHƯƠNG 4

I

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

1. Bô(cid:3) định thời TIMER0

- Bộ định thời TIMER0 là bô(cid:31) định thời / bô(cid:31) đếm 8 bit.

- Bao gồm 1 bô(cid:31) tiền định ti% lê(cid:31) 8 bit lập trình được

(Prescaler).

- Có Bit chọn xung Clock nội hay bên ngoài. - Có Bit chọn xung Clock nội hay bên ngoài.

- Có Bit lựa chọn cạnh tác động của xung Clock.

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

a. Bô(cid:3) tiền định ti(cid:12) lê(cid:3) (Prescaler)

Là bô(cid:3) đếm 8 bit được dùng làm bô(cid:31) tiền định ti% lê(cid:31)

cho Timer0 hoặc hậu định ti% lê(cid:31) cho bô(cid:31) WDT.

- Bit PSA là bit chọn dùng cho Timer hay WDT.

- 3 bit PS2 : PS0 sẽ xác định gia; trị ti% lê(cid:31).

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

b. Hoạt động bô(cid:3) định thời TIMER0

Timer0 có 2 chê; đô(cid:31) hoạt động được lựa chọn bởi

bit T0CS ( OPTION<5> ).

- Ở chê(cid:19) đô(cid:3) định thời: thanh ghi TMR0 sẽ tăng lên

sau mỗi chu kyB máy ( với điều kiện Prescaler không

có tác dụng hoặc có ti(cid:18) lê(cid:19) là 1:1 )

- Ở chê(cid:19) đô(cid:3) đếm xung: TMR0 sẽ tăng lên khi có

sườn cạnh lên hay sườn cạnh xuống (qui định bởi

bit T0SE) xuất hiện tại chân T0CLK.

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

- Khi Timer0 dùng xung Clock ngoài, ta phải đảm

bảo xung Clock ngoài đồng bô(cid:31) với xung Clock nội.

- Với ti% lê(cid:31) bô(cid:31) Prescaler là 1:1. Nguồn xung Clock

ngoài sẽ đồng bô(cid:31) với xung Clock nội bằng cách lấy

mẫu tại chu kyB Q2 vaB Q4 của xung Clock nội.

- Do đo;, trong 1 chu kyB của xung Clock ngoại, thời

gian trạng thái cao (Ton) hoặc trạng thái thấp (Toff)

phải ít nhất là 2 Tosc

I

DATA BUS

Fosc/4

8

synchronize

TMR0

scaled clock

T0CKI pin

PS2 PS1

PS0

TMR0 RATE

prescaler

0

0

0

1:2

Watchdog Timer

WDT out WDT out

1 1

0 0

0 0

1:4 1:4

0

0

1

1:8

1

0

1

1:16

RBPU INTEDG TOCS TOSE PSA PS2 PS1 PS0

0

1

0

1:32

OPTION

1

1

0

1:64

Prescaler Assignment 1= prescaler assigned to WDT 0= prescaler assigned to Timer 0

0

1

1

1:128

1

1

1

1:256

TMR0 Clock Source Select 1 = T0CKI, 0 = Fosc/4

Source Edge Select 1 = High-to-Low 0 = Low-to-High

Hình 1: Cấu trúc Bộ định thời TIMER0

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

c. Ngắt TIMER0

-Ngắt Timer0 xảy ra khi tràn bô(cid:31) đếm TMR0: FF – 00h

-Khi tràn T0IF = 1. CơB này được xóa bằng phần mềm.

-Ngắt Timer0 không làm PIC thoát khỏi chê(cid:19) đô(cid:3) ngủ.

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

d. Khởi tạo TIMER0

-Chương trình khởi tạo TIMER0 ở chê; đô(cid:31) Clock nội

; Xóa thanh ghi TMR0 CLRF TMR0

CLRF INTCON ; Không cho phép ngắt

BSF BSF STATUS, RP0 ; Chọn Bank1 STATUS, RP0 ; Chọn Bank1

MOVLW 0xC3 ; Không cho phép Port B có trơ(cid:18) treo

RBPU INTEDG TOCS TOSE PSA PS2 PS1 PS0

OPTION

; Ngắt khi có 1 cạnh lên ở MOVWF OPTION_REG

chân RB0. ;Timer0 tăng khi có xung. (RUN)

;Tỉ lê(cid:19) bô(cid:19) tiền định là 1:16.

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

; Chọn Bank0 BCF STATUS, RP0

; BSF INTCON, T0IE ;Nếu cho phép Ngắt TIMER0

; BSF INTCON, GIE ;Cho phép ngắt toàn cục.

; Ngắt Timer0 bị cấm nên dùng vòng lặp kiểm tra ; Ngắt Timer0 bị cấm nên dùng vòng lặp kiểm tra

TMR0 tràn.

T0_OVFL_WAIT

BTFSS INTCON, T0IF

GOTO T0_OVFL_WAIT

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

- Chương trình khởi tạo TIMER0 ở chê; đô(cid:31) Clock ngoại

; Xóa thanh ghi TMR0 CLRF TMR0

CLRF INTCON ; Không cho phép ngắt

BSF STATUS, RP0 ; Chọn Bank1

; Cho phép Port B có trơ(cid:18) treo ; Cho phép Port B có trơ(cid:18) treo MOVLW 0x37 MOVLW 0x37

MOVWF OPTION_REG

RBPU INTEDG TOCS TOSE PSA PS2 PS1 PS0

OPTION

; Ngắt khi có 1 cạnh xuống ở chân RB0.

;Timer0 tăng khi có xung. (Timer RUN)

;Tỉ lê(cid:19) bô(cid:19) tiền định là 1:256.

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

; Chọn Bank0 BCF STATUS, RP0

; BSF INTCON, T0IE ;Nếu cho phép Ngắt TIMER0

; BSF INTCON, GIE ;Cho phép ngắt toàn cục.

; Ngắt Timer0 bị cấm nên dùng vòng lặp kiểm tra ; Ngắt Timer0 bị cấm nên dùng vòng lặp kiểm tra

TMR0 tràn.

T0_OVFL_WAIT

BTFSS INTCON, T0IF

GOTO T0_OVFL_WAIT

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

2. Bô(cid:3) định thời TIMER1

- Bô(cid:31) định thời TIMER1 là bô(cid:31) định thời / bô(cid:31) đếm 16 bit.

- Bao gồm 2 thanh ghi 8 bit TMR1H vaB TMR1L.

- CơB TMR1IF =1 khi xảy ra tràn TMR1 tưB FFFF ->0000

a. Thanh ghi điều khiển T1CON

- Hai bit 7, 6 chưa được cấu hình.

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

- Bit 5:4 - T1CKPS1:T1CKPS0 :Chọn ti% lê(cid:31) xung vào

11 = 1:8 (gia; trị ti% lê(cid:31))

10 = 1:4

01 = 1:2

00 = 1:1

- Bit 3-T1OSCEN :cho phép bô(cid:31) dao động Timer1 OSC

1: dao động được cho phép. 0: không cho phép

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

- Bit 2 - T1SYNC :Bit lựa chọn đồng bô(cid:31) hóa xung

Clock ngoài. (bit này có tác dụng khi TMR1CS=1)

1= Không đồng bô(cid:31) với xung Clock ngoài.

0= Đồng bô(cid:31)

- Bit 1 - TMR1CS :Bit lựa chọn nguồn xung Clock

ngoài cho Timer1.

1= chọn xung Clock ngoài qua chân T1OSC/T1CKI

0= chọn xung Clock nội ( Fosc /4 )

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

- Bit 0 - TMR1ON :Bit cho phép hoặc dừng Timer1

1= Cho phép Timer1 hoạt động.

0= Không cho phép.

I

T1OSI

T1 OSC

synchronize

T1OS0

prescaler

Fosc/4

T1CKI pin

TMR1L

TMR1H

Enable

TMR1ON

Timer1 Gate Enable Timer1 Gate Enable Timer1 Gate Invert

1 = Không cho phép 1 = Không cho phép 0 = Cho phép đồng bộ

T1GINV

TMR1ON

TMR1GE T1CKPS1 T1CKPS0 T1OSCEN T1SYNC TMR1CS

T1CON

T1CKPS1

T1CKPS0

scale

1

1

1:8

Timer1 On 1 = Enable Timer1

1

0

1:4

LP Oscillator Enable 1 = T1OSC selected 0 = T1CKI can be used

0

1

1:2

Clock Source Select 1 = External (T1CKI) 0 = Internal (FOSC/4)

0

0

1:1

nh 2:

u

c Bô nh

i TIMER1

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

b. Các chê(cid:19) đô(cid:3) hoạt động của TIMER1

(cid:1) Chê(cid:19) đô(cid:3) định thời đồng bô(cid:3): được chọn bởi bit

TMR1CS =0

- Trong chê; đô(cid:31) này xung cấp cho Timer1 là Fosc/4.

- Bit T1SYNC không có tác dụng vì xung cấp là

xung clock bên trong.

- Hoạt động đồng bô(cid:31) được thực hiện ngay saf u bô(cid:31)

Prescaler.

- Trong chê; đô(cid:31) Sleep, bô(cid:31) đếm sẽ ngưng hoạt động

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

(cid:1) Chê(cid:19) đô(cid:3) đếm đồng bô(cid:3): được chọn bởi bit

TMR1CS =1 vaB T1SYNC =0.

- Gia; trị bô(cid:31) đếm Timer1 tăng khi có xung cạnh lên

tại chân T1OSI/RC1 (nếu bit T1OSCEN =1) hoặc

tại chân T1OSO/RC0 (nếu bit T1OSCEN =0).

- Xung ngoài sẽ được đồng bô(cid:31) với xung nội.

- Hoạt động đồng bô(cid:31) được thực hiện ngay sau bô(cid:31)

Prescaler.

- Trong chê; đô(cid:31) Sleep, bô(cid:31) đếm sẽ ngưng hoạt động

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

(cid:1) Chê(cid:19) đô(cid:3) đếm không đồng bô(cid:3)

- Nếu bit T1SYNC =1, xung ngoài sẽ không được

đồng bô(cid:31). Bô(cid:31) định thời sẽ tiếp tục đếm trong chê; đô(cid:31)

SLEEP, vaB tạo ra Ngắt khi bô(cid:31) đếm tràn làm PIC

thoát khỏi trạng thái SLEEP. thoát khỏi trạng thái SLEEP.

- Khi ghi hay đọc vào Timer cần chu(cid:19) ý:

* Việc đọc thanh ghi TMR1H hay TMR1L trong

khi Timer đang chạy sẽ cho ta gia; trị tức thời.

* Khi ghi vào Timer ta nên dừng Timer lại đê% Ghi.

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

Chương trình Đọc giá trị 16

bit của bô(cid:31) đếm Timer1:

;Kết quả đọc tốt ;Kết quả đọc TMR1L có thể thay đổi khi ta kiểm tra.

LOOP

;Do đó ta đọc lại lần nữa để được gtri chính xác. được gtri chính xác.

TMR1H, 0

TMR1L, 0

;Đọc Byte cao lần nữa

MOVF MOVWF TMPH MOVF MOVWF TMPL

TMR1H, 0 TMPH TMR1L, 0 TMPL

MOVF MOVWF MOVF MOVWF ………

MOVF TMR1H, 0 SUBWF TMPH, W BTFSC STATUS, Z GOTO LOOP

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

Chương trình Ghi giá trị 16

bit vào bô(cid:31) đếm Timer1:

MOVLW HI_BYTE MOVWF TMR1H, 1

MOVLW LO_BYTE MOVWF TMR1L, 1

………

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

c. Bộ dao động riêng của TIMER1

- Chúng ta có thể tạo ra 1 bộ dao động độc lập cho

Timer1 bằng thạch anh với tần số lên đến 200KH.

- Khi đó, bộ đếm có thể hoạt động ở chế độ SLEEP

Hình 3: Bảng lựa chọn tụ lọc cho bộ OSC riêng

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

d. Ngắt TIMER1

- Ngắt Timer1 xảy ra khi tràn bô(cid:31) đếm TMR1 tưB

FFFF – 0000h.

- Khi Timer1 tràn, TMR1IF = 1. CơB này được xóa

bằng phần mềm. Ngắt có thể ngăn chặn bởi việc

xóa bit TMR1IE.

- Ngắt do Timer1 ở chế độ định thời và đếm đồng

bộ không làm PIC thoát khỏi chê(cid:19) đô(cid:3) ngu(cid:12). Chỉ có

chế độ đếm không đồng bộ mới được.

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

;Chế độ xung nội với tỉ lệ 1:8 ;Dừng Timer1 MOVLW 0x30 MOVWF T1CON ;Cho phép Timer1 hoạt động BSF T1CON, TMR1ON

;Vì Ngắt Timer1 bị cấm nên ta dùng

vòng lặp để ktra TRÀN

T1_OVFL_WAIT

BTFSS PIR1, TMR1IF GOTO T1_OVFL_WAIT

;Timer1 TRÀN BCF PIR1, TMR1IF

e. Khởi tạo TIMER1

1.Chế độ xung Clock nội CLRF T1CON ; Xóa byte cao và byte thấp CLRF TMR1H CLRF TMR1L ;Không cho phép Ngắt ;Không cho phép Ngắt CLRF INTCON ;Xóa tghi NGẮT ngoại vi BSF STATUS, RP0 CLRF PIE1 ;Xóa các cờ Ngắt ngoại vi BCF STATUS, RP0 CLRF PIR1

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

;Chế độ xung ngoài với tỉ lệ 1:8 ;Timer1 dừng lại MOVLW 0x32 MOVWF T1CON ;Cho phép Timer1 hoạt động BSF T1CON, TMR1ON

;Vì Ngắt Timer1 bị cấm nên ta

dùng vòng lặp để ktra TRÀN

T1_OVFL_WAIT

BTFSS PIR1, TMR1IF GOTO T1_OVFL_WAIT

;Timer1 TRÀN BCF PIR1, TMR1IF

2.Chế độ xung Clock ngoài CLRF T1CON ; Xóa byte cao và byte thấp CLRF TMR1H CLRF TMR1L ;Không cho phép Ngắt ;Không cho phép Ngắt CLRF INTCON ;Xóa tghi NGẮT ngoại vi BSF STATUS, RP0 CLRF PIE1 ;Xóa các cờ Ngắt ngoại vi BCF STATUS, RP0 CLRF PIR1

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

3. Bô(cid:3) định thời TIMER2

- TIMER2 là bô(cid:31) định thời 8 bit, bao gồm 1 bộ tiền

định tỉ lệ (PreScaler) và 1 bộ hậu định tỉ lệ

(Postscaler) và 1 thanh ghi chu kỳ PR2.

- Việc kết hợp 2 bộ định tỉ lệ vào Timer2 cho phép - Việc kết hợp 2 bộ định tỉ lệ vào Timer2 cho phép

nó hoạt động như là bộ định thời 16 bit.

- Ngoài ra, Timer2 còn có chức năng cung cấp thời

gian hoạt động cho chế độ điều biến xung PWM khi

module CCP được chọn.

I

TMR2 OUTPUT

TMR2

Fosc/4

Prescaler 1:1, 1:4, 1:16

COMPARATOR

Postscaler 1:1 (cid:2) 1:16

PR2 PR2

TOUTPS3 TOUTPS2 TOUTPS1 TOUTPS0

TMR2ON

T2CKPS1 T2CKPS0

T2CON

T2CKPS1

T2CKPS2

Scale

0

0

1:1

0

1

1:4

1

X

1:16

Timer2 ON 1 = Timer2 enabled

Hình 4: Cấu trúc bộ định thời Timer2

I

Start Timer2 Counting

TMR2 OUTPUT

TMR2

Prescaler 1:1, 1:4, 1:16

Fosc/4

COMPARATOR

Postscaler 1:1 (cid:2) 1:16

PR2 PR2

PIR1 PIR1

Load Period Register

1

TMR2IF

Flag set on first match with postscaler = 1:1

Hình 4: Cấu trúc bộ định thời Timer2

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

a. Thanh ghi T2CON

- Bit 7 chưa được cấu hình.

- Bit 6:3 - TOUTPS3 : TOUTPS0 :các bit chọn tỉ lệ

ngõ ra Timer2

0000 = 1:1 (Tỉ lệ ngõ ra)

0001 = 1:2

….. 1111 = 1:16

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

- Bit 2 - TMR2ON :Cho phép Timer2 hoạt động

1 = Cho phép

0 = Không cho phép

- Bit 1:0 - T2CKPS1 : T2CKPS0 :Bit chọn tỉ lệ ngõ vào

của Timer2

00 = 1:1 01 = 1:4 1x = 1:16

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

b. Nguồn xung Clock của Timer2

- Timer2 chỉ có một nguồn xung Clock duy nhất là

xung bên trong được định tỉ lệ bởi các bit

T2CKPS1:T2CKPS0 của bộ Prescaler.

c. Thanh ghi TMR2 và PR2 c. Thanh ghi TMR2 và PR2

- TMR2 và PR2 là hai thanh ghi cho phép đọc/ghi.

- TMR2 sẽ tăng từ giá trị 00H đến giá trị nằm trong

PR2, sau đó nó được Reset về 0 cho chu kỳ đếm kế

tiếp.

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

d. Tín hiệu báo trạng thái cân bằng

- Khi giá trị trong thanh ghi TMR2 và PR2 bằng nhau,

bộ so sánh sẽ tạo ra một xung.

- Xung này được đưa vào bộ hậu định tỉ lệ

(PostScaler) hoặc dùng làm xung Clock cho Module (PostScaler) hoặc dùng làm xung Clock cho Module

truyền nối tiếp (Shift clock).

- Ngoài ra, xung này còn được dùng làm tín hiệu

Reset cho Timer2.

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

e. Xóa các Bộ định tỉ lệ

Các bộ định tỉ lệ được xóa khi:

- Ghi một giá trị vào thanh ghi TMR2.

- Ghi một giá trị vào thanh ghi T2CON.

- Khi xảy ra bất kỳ một trạng thái Reset thiết bị.

f. Chế độ SLEEP

- Trong chế độ này, Timer2 không hoạt động.

- Giá trị của bộ định tỉ lệ sẽ được lưu và khôi phục lại

sau khi thoát khỏi chế độ SLEEP.

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

; Tỉ lệ ngõ ra 1:15 ;tỉ lệ đầu vào 1:16 ;Tắt Timer2 MOVLW 0x72 MOVWF T2CON ;Cho phép Timer2 hoạt động BSF T2CON, TMR2ON BSF T2CON, TMR2ON ;Vì Ngắt Timer2 bị cấm nên ta

dùng vòng lặp để ktra TRÀN

T2_OVFL_WAIT

BTFSS PIR1, TMR2IF GOTO T2_OVFL_WAIT

CLRF T2CON ; Xóa bộ đếm CLRF TMR2 ;Không cho phép Ngắt CLRF INTCON ;Xóa tghi NGẮT ngoại vi BSF STATUS, RP0 CLRF PIE1 ;Xóa các cờ Ngắt ngoại vi BCF STATUS, RP0 CLRF PIR1

;Timer1 TRÀN BCF PIR1, TMR2IF

g. Khởi tạo TIMER2

CHƯƠNG 4: HOẠT ĐỘNG BỘ ĐỊNH THỜI

TIMER0 8-bits (TMR0) TIMER2 8-bits (TMR2)

TIMER1 16-bits (TMR1H:TMR1L)

SIZE OF REGISTER

Fosc/4

Fosc/4

Fosc/4

CLOCK SOURCE (Internal)

T0CKI pin

None

CLOCK SOURCE (External )

T1CKI pin or Timer 1 oscillator (T1OSC) (T1OSC)

Prescaler 3-bits (1:2(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)1:256)

Prescaler 2-bits (÷1,÷2,÷4,÷8)

CLOCK SCALING AVAILABLE (Resolution)

INTERRUPT EVENT and FLAG LOCATION

On overflow FFFFh(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)0000h (TMR1IF in PIR1)

On overflow FFh(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)00h (TMR0IF in INTCON)

Prescaler (1:1,1:4,1:8) Postscaler (1:1(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)1:16) TMR2 matches PR2 (TMR2IF in PIR2)

NO

YES

NO

CAN WAKE PIC FROM SLEEP?