temporizadores y contadores (t/c) …bitschips.com/infoind/tema_temporizadores.pdf · 2.3 diagrama...

TEMPORIZADORES Y CONTADORES (T/C)(Timers/Counters)

TEMPORIZADORES Y CONTADORES 2

Objetivos

? Conocer y comprender la utilidad de los temporizadores y contadores.

? Comprender su estructura y lógica de funcionamiento.

? Sintetizar programas que hagan uso del sistema de contadores/temporizadores.

? Sintetizar manejadores de interrupción para los contadores/temporizadores.


Resumen de contenidos

1 Introducción.

2 Los Temporizadores/Contadores 0 y 1.2.1 Características básicas.2.2 Hardware involucrado.2.3 Diagrama de bloques.2.4 Registros SFR TMOD y TCON.2.5 Modos de funcionamiento.2.6 Ejemplos.

3 Interrupciones asociadas a los contadores/temporizadores.

4 Ejemplos de aplicación.4.1 Medición del ancho de un pulso positivo.4.2 Medición del período de una señal.4.3 Generación de un pulso.4.4 Generación de una señal PWM.


1 - Introducción


1 - Introducción

? Contabilizar eventos externos– Contar cajas en una cinta transportadora, vehículos en una carretera, ...– Velocidad de un motor (encoder)

Muchas aplicaciones de automatización y regulación necesitan ...

?Medir frecuencias/periodos de señales digitales– Sensores.– Receptores de señales infrarrojas, radio ...

? Realizar retardos de precisión o tareas periódicas– Semáforos, pasos a nivel, ...– Generación de señales PWM, ondas cuadradas, control de potencia


1 - Introducción

Motor Encoder

Pulsos

FrecuenciaTensión

PIDanalógico

Referencia

Puenteen H

ModuladorPWM

PWM

EJEMPLO: Control velocidad motor asignatura Regulación Automática


1 - Introducción

EncoderMotor

Pulsos

Puenteen H

PWM

PIDdigital

Referencia

Microcontrolador

EJEMPLO: Control velocidad motor asignatura Regulación Automática


1 - Introducción

EJEMPLO:

? El encoder genera una onda cuadrada con frecuencia proporcional a la velocidad del motor? Midiendo el ancho del periodo ON (Ton) se podría calcular la velocidad

Toff = “0” Ton = “1”

Encoder

Pulsos


1 - Introducción

Medir ancho de un pulso

“0” “1”

Cuenta=0

Nivel0?

SI

Incrementacuenta

Nivel1?

SI

Encoder

Pulsos µCP1.0

... MOV DPTR,#0es_0: JNB P1.0,es_0es_1: INC DPTR JB P1.0,es_1 ...




1 - Introducción

Medir ancho de un pulso

“0” “1”

Cuenta=0

Nivel0?

SI

Incrementacuenta

Nivel1?

SI

Encoder

Pulsos µCP1.0

unsigned int contador=0;while (!P1.0) {}while (P1.0) { contador++; }


1 - Introducción

? Problemas al resolverlo por software.– Hay que saber cuánto tardan en ejecutarse las instrucciones.– No se puede trabajar con frecuencias altas.– Si hay interrupciones es imposible lograr precisión.– La CPU desperdicia su tiempo y no puede hacer otras cosas.

? Los microcontroladores integran temporizadores/contadores (T/C).– No necesitan circuitos adicionales (integración).– Sin sobrecargar a la CPU (funcionamiento en paralelo con la CPU).– Programación sencilla y transparente.

? Solución: Emplear contadores y/o temporizadores (T/C).


1 - Introducción

? Los T/C tienen innumerables aplicaciones.– Contabilización de eventos.

• Encoders, contadores de objetos, ...

– Generación de señales digitales. PWM.• Control de potencia, motores de continua, motores AC, motores P. a P., ...• Generación de señales para transmisión/recepción de datos.

– Medición de señales digitales.• Sensores de humedad, de distancia, de luminosidad...

– Temporizaciones.• Retardos, tareas periódicas, planificación de tareas, ...

? Cada generación de microcontroladores añade más capacidad.– Intel 8051 -> 2 T/C: T/C0, T/C1– Intel 8052 -> 3 T/C: T/C0, T/C1, T/C2– Siemens SAB80C517 -> 3 T/C: T/C0, T/C1, T/C2 , unidad comparación/captura– Motorola MPC555 (32 bits) -> 2 Time Processor Unit 3 (TPU3)– Atmel T89C51CC01 -> 3 T/C: T/C0, T/C1, T/C2 , unidad comparación/captura


2 – Los Temporizadores/Contadores 0 y 1T/C 0 y T/C 1 en la familia MCS-51


? Dos temporizadores/contadores “casi” idénticos: T/C0 y T/C1

? Registro de cuenta de hasta 16 bits

– Cuenta tiempo: TEMPORIZADOR

– Cuenta eventos: CONTADOR

? Contabilización ascendente (cuenta = cuenta+1).

? El desborde se usa para detectar el fin de cuenta/temporización.

? Dispone de hardware/software para arrancar y parar la cuenta.

2 - T/C 0 y T/C 1 en la familia MCS-51

Características básicas


? A OTRO SITIO

2.1 Características básicas

1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0

Valor cuenta = 9746h = 38726



2.2 Hardware involucrado

TEMPORIZADOR/CONTADOR 0 (T/C 0)– Registros (zona SFR):

• TMOD (modo operación) (dir. 89h por máscara).• TCON (control operación) (dir. 88h bit a bit).• TL0, TH0 (registros cuenta) (dir. 8Ah y 8Ch).

– Terminales (Pines):• T0 (P3.4) (entrada de pulsos).• /INT0 (P3.2) (control de puerta).

TEMPORIZADOR/CONTADOR 1 (T/C 1)– Registros (zona SFR):

• TMOD (modo operación) (dir. 89h por máscara).• TCON (control operación) (dir. 88h bit a bit).• TL1, TH1 (registros cuenta) (dir. 8Bh y 8Dh).

– Terminales (Pines):• T1 (P3.5) (entrada de pulsos).• /INT1 (P3.3) (control de puerta).



2.3 Diagrama de bloques

TEMPORIZADOR/CONTADOR 0 (T/C 0)– SFR: TMOD (modo operación), TCON (control operación), TL0, TH0 (registros cuenta).– Pines: T0 (P3.4) (entrada de pulsos), /INT0 (P3.2) (control de puerta).


Controlde puerta

ContadorGeneración:

- Eventos externos

- Señal reloj interno






Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

(P3.4)

pin/INT0

(P3.2)

1

01 = cerrado

Contador

Controlde puerta






Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

(P3.4)

pin/INT0

(P3.2)

1

01 = cerrado

Contador






Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

(P3.4)

pin/INT0

(P3.2)

1

01 = cerrado






Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

(P3.4)

pin/INT0

(P3.2)

1

01 = cerrado

Interrupción

(si está habilitada)



Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin/INT0

1

01 = cerrado

Interrupción



T/C 1

T/C 0


Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin/INT0

1

01 = cerrado

Interrupción

b7 TMOD, dir. 89h, por máscara b0GATE C / T M1 M0 GATE C / T M1 M0

T/C 1 T/C 0

b7 TCON, dir. 88h, bit a bit b0TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0

T/C 0T/C 1

2.4 Registros SFR TMOD y TCON



Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin/INT0

1

01 = cerrado

Interrupción




T/C 1 T/C 0




Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin-INT0

1

01 = cerrado

InterrupciónBit C/TSelección modo

contador o temporizador. 0 -> temporizador

1 -> contador



T/C 1 T/C 0



Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin/INT0

1

01 = cerrado

Interrupción

? Operación como temporizador– Cuentan ciclos de máquina (1 ciclo máquina (C.M.) = 12 ciclos de reloj).

? Operación como contador– Detección de flancos de bajada en el pin T0 (P3.4).– Muestreo cada CM -> Flanco de bajada = detectar “1” y después “0”.– Máxima frecuencia detectable será 1/24 frecuencia reloj.

“0”“1”

C.M.

“0”“0”

C.M.

01


pinT0

Pulso muy estrecho:¡se pierde!



Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin/INT0

1

01 = cerrado

Interrupción


Bit TR0Activación T/C 0.

0 -> desactivado1 -> activado



T/C 1 T/C 0



Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin/INT0

1

01 = cerrado

Interrupción


Bit GATEControl de puerta.

0 -> interno (software) 1 -> externo (hardware)



T/C 1 T/C 0



Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin/INT0

1

01 = cerrado

Interrupción




D1 0 D



T/C 1 T/C 0



Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin/INT0

1

01 = cerrado

Interrupción




D0 1 1



T/C 1 T/C 0



Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin/INT0

1

01 = cerrado

Interrupción


Modo Modo 0: Contador 13 bits. Modo 1: Contador 16 bits. Modo 2: Cont. 8 bit autorrecarga Modo 3: Desdoble (T/C0)



T/C 1 T/C 0



Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin/INT0

1

01 = cerrado

Interrupción


ContadorRegistros SFR TH0 y TL0.

Ascendente.Y cuando desborda ...

111...100111...101111...110111...111000...000000...001000...010 1

Interrupción2.4 Registros SFR TMOD y TCON


T/C 1 T/C 0



Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin/INT0

1

01 = cerrado

Interrupción


Bit TF0Timer flag 0.

1 -> desbordePERO NO SE DETIENE

EL CONTADOR



T/C 1 T/C 0



Ejemplo:

Se desea temporizar un intervalo de 125 ?s. ¿Cuál es el valor acargar como cuenta inicial?

Para un valor de fOSC=12MHz:

Duración de 1 Ciclo Máquina:

1

12MHz*12=1? s

Si se utilizan 8 bits: 256-125=131=83H

Si se utilizan 16 bits: 65536-125=65411=FF83H

Duración=125?s=1?s*125Duración=125?s=1?s*Cuenta

THx=? TLx=131

THx=255 TLx=131

THx=? TLx=131

THx=255 TLx=131



Ejemplo:

Se desea temporizar un intervalo de 2s. ¿Cuál es el valor acargar como cuenta inicial? (fOSC=12MHz)

Duración=2000000? s=1? s*Cuenta

Duración=2000000? s=1? s*2000000 No cabe en 16 bits

No cabe en 16 bits

Solución: Contabilizar desbordes del contador (Con 16 bits cada

desborde equivale a 65536 ? s).

Desbordes = 30 Resto_hasta_completar = 33920

Cuenta = 30*65536+33920 = 2000000



M1 M0 Modo

0 0 0Temporizador/contador de 8 bits con THx. TLx actúa como preescala de 5 bits (los demenor peso) (13 bits en total). (los 3 bits de mayor peso de TLx son de valorindeterminado)

0 1 1 Temporizador/contador de 16 bits, con THx y TLx en cascada

1 0 2 Temporizador/contador de 8 bits con autorrecarga. THx contiene el valor de recargapara TLx tras cada desbordamiento

1 1 3Para el temporizador 0, TL0 y TH0 son dos temporizadores/contadores de 8 bits,controlados con los bits de control de los temporizadores 0 y 1 respectivamente.Temporizador 1 inactivo.

2.5 Modos de funcionamiento



Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin/INT0

1

01 = cerrado

Interrupción

M1 M0 Modo

0 0 0 Temporizador/contador de 8 bits con THx. TLx actúa como preescala de 5 bits (13 bitsen total).




TL05 bits

de menor peso

TH08 bits

MODO 0: Contador de 13 bits

LSB MSB

13 bits




LSB MSB

16 bits

Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin/INT0

1

01 = cerrado

Interrupción

M1 M0 Modo





TL0 8 bits

TH08 bits

MODO 1: Contador de 16 bits




Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin/INT0

1

01 = cerrado

Interrupción

M1 M0 Modo





TL0 8 bits

TH08 bits

MODO 2: Contador de 8 bits con autorrecarga

Recarga




M1 M0 Modo





MODO 3: Desdoble T/C 0


OSC 1/12

TL0??????

TH0??????

TF0

pin T0

Intr

TR1

TF1 Intr

GATE

pin INT0

TR0

TL0 8 bits

TH08 bits

C/T1

0



Se desea contabilizar los vehículos que circulan por una carretera.NO excederán de 30.000.

? PASO 1: ¿Contador o temporizador?– Contador.

? PASO 2: ¿Control puerta externo o interno? (GATE)– Interno.

? PASO 3: Modo 0 (13 bits), Modo 1 (16 bits) o Modo 2 (8 bits rec.)– Modo 1. En principio podemos contar hasta 65535.

? PASO 4: ¿Valor inicial del contador?– 0.

2.6 Ejemplo de un contador

µCT0 0

Cuenta

12



– Contador.– Interno– Modo 1. En principio podemos contar hasta 65535.– 0.


T/C 1 T/C 0


10 10

TH0=0x00; TL0=0x00;

2.6 Ejemplo de un contadorSe desea contabilizar los vehículos que circulan por una carretera.NO excederán de 30.000.




T/C 1 T/C 0


10 10

TH0=0x00; TL0=0x00;

2.6 Ejemplo de un contador

Se desea contabilizar los vehículos que circulan por una carretera. NO excederán de 30.000.

sfr TMOD=0x89,TCON=0x88,TH0=0x8C,TL0=0x8A; sbit TF0=TCON^5, TR0=TCON^4; void main(void) { int vehiculos;/* Para contabilizar vehículos */ TMOD = 0x05; /* 0101(b => T/C 0, control sw, contador, modo 1 */ TH0=0x00; TL0=0x00; /* sigue ... */ }



sfr TMOD=0x89,TCON=0x88,TH0=0x8C,TL0=0x8A; sbit TF0=TCON^5, TR0=TCON^4; void main(void) { int vehiculos; TMOD = 0x05; /* T/C 0, modo 1, soft, contador */ TH0=0x00; TL0=0x00; TR0=1; /* arrancar timer */ while(1) { /* hacer otras cosas */ TR0=0; /* evitar condiciones de carrera */ vehiculos = TH0*256 + TL0; TR0=1; } }

vehiculos = TH0;vehiculos = vehiculos << 8;vehiculos = vehiculos | TL0;

2.6 Ejemplo de un contadorSe desea contabilizar los vehículos que circulan por una carretera.NO excederán de 30.000.



sfr TMOD=0x89,TCON=0x88,TH0=0x8C,TL0=0x8A; sbit TF0=TCON^5, TR0=TCON^4; void main(void) { unsigned long vehiculos, desbordes=0; TMOD = 0x05; /* timer 0, modo 1, soft. */ TH0=0x00; TL0=0x00; TF0=0; TR0=1; /* arrancar timer */ while(1) { /* hacer otras cosas */ if (TF0==1) { TF0=0; desbordes++; } TR0=0; /* evitar condiciones de carrera */ vehiculos = desbordes*65536 + TH0*256 + TL0; TR0=1;

}}

2.6 Ejemplo de un contador (ampliación)Se desea contabilizar los vehículos que circulan por una carretera.Mejora, 4.000 millones de vehículos.



2.6 Ejemplo de un temporizadorSe desea realizar un retardo de 10 ms. Reloj del ?C de 12 Mhz

SMáquinaCiclo ?1reloj de períodos 12

Mhz 121 ??

desbordehastacuentasSmS 000.10000.1010 ?? ?

? PASO 1: ¿Contador o temporizador?– Temporizador.

? PASO 2: ¿Control puerta externo o interno? (GATE)– Interno.

hFDcuenta 08536.55000.10536.65216 ?????

? PASO 3: Modo 0 (13 bits), Modo 1 (16 bits) o Modo 2 (8 bits rec.)– Modo 1.

? PASO 4: ¿Valor inicial del contador?




TH0=0xD8; TL0=0xF0;

– Temporizador.– Interno– Modo 1.– 55.536 (D8F0h)


T/C 1 T/C 0


00 10




sfr TMOD=0x89,TCON=0x88,TH0=0x8C,TL0=0x8A; sbit TF0=TCON^5, TR0=TCON4; void main(void) { /* ... */ TMOD |= 0x01; /* timer 0, modo 1, soft. */ TMOD &= 0xF1; TH0=0xD8; TL0=0xF0; TF0=0; TR0=1; /* arrancar timer */ while(!TF0); /* esperar desborde */ /* ... */ }



? AYUDA:

– Prototipo función: void delay_ms(unsigned int ms);– Calcular ciclos de máquina a esperar y usar un timer para contabilizarlos– Emplear mecanismo de desborde para realizar temporizaciones grandes

ActividadSe desea disponer de una función en lenguaje C para realizarretardos de precisión del orden de milisegundos. Reloj del ? C de 12Mhz.

Solución



3 – Interrupciones asociadas a loscontadores/temporizadores


? Permite sacar mayor partido al sistema.? Liberan a la CPU de tener que encuestar flag de desborde.

Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0pinT0

pin/INT0

1

0 1 = cerrado

Interrupción

Descripción Nombre Flag hab. (IEN0)

Flag act. (TCON) Vector Borrado Núm

Interrup

Cont./Temp. 0 T/C0 ET0 TF0 000Bh Hw 1 Cont./Temp.1 T/C1 ET1 TF1 001Bh Hw 3

Bit ET0Habilitación deinterrupción.

3 – Interrupciones asociadas a los T/C




Interrup



? Permite sacar el máximo partido? Liberan a la CPU de tener que

encuestar flag de desborde

Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0pinT0

pin/INT0

1

0 1 = cerrado

Interrupción

Bit TF0Activación petición

interrupción.(a 1)

Borrado automáticoal vectorizarse.

(puesta a 0)




Interrup



? Permite sacar el máximo partido? Liberan a la CPU de tener que encuestar flag de desborde

Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0pinT0

pin-INT0

1

0 1 = cerrado

Interrupción

Dirección derutina interrupción.

void servicio (void)interrupt 1{ /* codigo */}



? Permite sacar el máximo partido? Liberan a la CPU de tener que encuestar flag de desborde

Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0pinT0

pin/INT0

1

0 1 = cerrado

Interrupción

Se puede combinarel T/C y la

interrupción externa.



Interrup




– Se trata de un ejemplo típico de tareaperiódica.

– Interesa tener desocupada la CPU paraotros menesteres.

– Se propone que el T/C genere unainterrupción transcurrido cada semiperiodoy que la rutina de servicio modifique el valordel pin.

Ejemplo generación onda cuadrada

Generar onda cuadrada de 10 Khz por el pin P1.0. Reloj del ?C de 12 Mhz

10 Khz

P1.0



SMáquinaCiclo ?11 ?

)(501001,010

1CMSoSemiperiodSmS

KhzT ?? ?????

? PASO 1: ¿Contador o temporizador?– Temporizador

? PASO 2: ¿Control puerta externo o interno? (GATE)– Interno

? PASO 3: Modo 0 (13 bits), Modo 1 (16 bits) o Modo 2 (8 bits rec.)– Modo 2. 8 bits con autorrecarga

? Hacer números





2065025628 ???? cuenta

? PASO 1: ¿Contador o temporizador?– Temporizador

? PASO 2: ¿Control puerta externo o interno? (GATE)– Interno

? PASO 3: Modo 0 (13 bits), Modo 1 (16 bits) o Modo 2 (8 bits rec.)– Modo 2. 8 bits con autorrecarga

? PASO 4: ¿Valor inicial del contador?





– Temporizador– Interno– Modo 2– 206


TIMER 1 TIMER 0


00 01

TH0=TL0=206;





sfr TMOD=0x89,TCON=0x88,TH0=0x8C,TL0=0x8A; sfr IEN0=0xA8, P1=0x90; sbit ET0=IEN0^1, EAL=IEN0^7, TR0=TCON^4; void main(void) { EAL = 0; TMOD = 0x02; TH0 = 206; TL0 = 206; ET0 = 1; /* habilitar int. timer 0 */ EAL = 1; /* habilitar interrupciones */ TR0 = 1; /* a correr */ while (1) { /* otras cosas */ } } void T0 (void)interrupt 1 { P1.0 = ~P1.0; }




Actividad

Generar onda cuadrada de 50 Hz por el pin P1.0. Reloj del ? C de 12 Mhz.

? AYUDA:– DOS CAMINOS– a) Las recargas del temporizador/contador se pueden hacer por software.– b) Cada N interrupciones realizar la acción.

Solución



En la actividad anterior, conseguir que el tiempo que la señal está anivel alto y a nivel bajo sean distintos.

Actividad

Solución

3 - T/C 0 y T/C 1 en el 805x7


4 - Ejemplos de aplicación


– Para introducir el pulso se emplea la entrada de interrupción externa /INT0.Se emplea el T/C 0 como temporizador en modo control hardware.

– Si se desea medir el nivel bajo de esta manera es necesario emplear uninversor externo.

?

4.1 Medir el ancho de un pulso positivo


? C

INT0?


?



Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin/INT0

1

01 = cerrado

Interrupción

1 0

Control externo,

bit GATE = 1

00

¡Nocuenta!




Contador

OSC 1/12

C/T

GATE

TR0

TF0

pinT0

pin/INT0

1

01 = cerrado

Interrupción

1 0

1

11?

¡Sicuenta!

1


?

TR0 = 1 Termina de contar



Control por HW:Comienza a contar

Aprovechar flancode bajada para generar

una interrupción externay leer valor cuenta


sfr TMOD=0x89,TCON=0x88,TH0=0x8C,TL0=0x8A, IEN0=0xA8; sbit TR0=TCON^4, IT0=TCON^0, EX0=IEN0^0, EAL=IEN0^7; unsigned int ancho_pulso; void main(void) { EAL = 0; /* deshabilitar interrupciones */ TMOD = 0x09; /* control hard., timer, modo 1 */ TH0 = 0x00; TL0 = 0x00; IT0 = 1; /* disparo interrupción externa por flanco bajada*/ EX0 = 1; /* habilitar int. externa 0 */ EAL = 1; /* habilitar interrupciones */ TR0 = 1; /* a correr */ while (1) { /* otras cosas */ } } void Externa0_INT0 (void) interrupt 0 { TR0 = 0; /* para timer */ ancho_periodo = TH0*256+TL0; /* recoger medida */ TH0 = TL0 = 0; /*reiniciar cuenta timer */ TR0 = 1; }




– La señal se introduce al microcontrolador mediante la entrada de interrupciónexterna /INT0.

?

4.2 Medir el periodo de una señal


? C

INT0


– El método puede suponer algo de perdida de precisión debido a las variaciones delatencia de la interrupción.

?

Flanco bajadagenerar petición

Interrupción externa:

Comenzar cuenta



Control por software. Bit GATE =0



Parar cuentay procesar cuenta



Comenzar cuenta


sfr TMOD=0x89,TCON=0x88,TH0=0x8C,TL0=0x8A, IEN0=0xA8; sbit TR0=TCON^4, IT0=TCON^0, EX0=IEN0^0, EAL=IEN0^7; unsigned int periodo; void main(void) { EAL = 0; /* deshabilitar interrupciones */ TMOD = 0x01; /* control soft., timer, modo 1 */ TH0 = 0x00; TL0 = 0x00; IT0 = 1; /* disparo int. externa. 0 por flanco bajada */ EX0 = 1; /* habilitar int. externa 0 *7 EAL = 1; /* habilitar interrupciones */ TR0 = 1; /* a correr */ while (1) { /* otras cosas */ } } void Externa0_INT0 (void) interrupt 0 { /* arranca y para el timer en */ /* interrupciones alternadas */ TR0 = ~TR0; /* complementar. if (TR0==1) return; /* salir si timer corriendo */ periodo = TH0*256+TL0; /* recoger medida */ TH0 = 0; TL0 = 0; /*reiniciar cuenta timer */ }




– Se utiliza un pin de un puerto (P2.0) para generar el pulso– La precisión del método depende de la latencia de la interrupción del

temporizador.

temporizador

4.3 Generar un pulso


? C

P2.0


– Control por software. Bit GATE = 0– P2.0 = 1– Habilitar interrupción del T/C 0– Arrancar el temporizador inicializando la cuenta en función del ancho del pulso– Cuando rebose, se generará una interrupción procedente del T/C cuyo

manejador pondrá P2.0 = 0 dado que se ha alcanzado la duración del pulso



temporizador

P2.0 = 1Inicializar

temporizador ycomenzar cuenta

El manejador de la interrupcióndel T/C 0, dará por finalizado

el pulso P2.0 = 0


sfr TMOD=0x89,TCON=0x88,TH0=0x8C,TL0=0x8A, IEN0=0xA8 P2=0xA0;

sbit TR0=TCON^4, ET0=IEN0^1, EAL=IEN07;#define HITime ???

#define LoTime ???void main (void){

EAL = 0; /* deshabilitar interrupciones */ ET0 = 1; /* habilitar int. del T/C 0 *7

TCON = 0x00; /* Asegurarse que el temporizador está parado. */ TMOD =0x01; /* Temporizador en modo 1, soft. */

TH0 = HiTime; /* Cargar T/C 0 con la cuenta para la duración del pulso. */ TL0 = LoTime;

TR0 = 1; /* Arrancar temporizador. */ P2.0 = 1; /* Comenienzo pulso. */

EAL = 1; /* habilitar interrupciones */ }void Timer0_int (void) interrupt 1

{ TR0 = 0; /* Parar temporizador */

P2.0 = 0; /* Final del pulso */ }




Inicio: MOV TCON,#$00 ;Asegurarse que el temporizador está parado.MOV TMOD,#$01 ;Temporizador en modo 1.

MOV TH0,#HiTime ;Cargar T/C 0 con la cuenta para la; duración del pulso.

MOV TL0,#LoTimeSETB TR0 ;Arrancar temporizador.

SETB P2.0 ;Comenienzo pulso.

;Manejador interrupción del T/C 0.TC0INT: CLR P2.0 ;Final del pulso.

CLR TR0 ;Parar temporizador.RETI




– La precisión de este método depende de la latencia de las interrupcionesdel temporizador.

– Para generar señales de mayor frecuencia usar modo 2.

Arrancar tempo.Valor “1”

Arrancar tempo.Valor “0”

Repetir

4.4 Generar una señal PWM



T0INT: CLR TR0 ;Parar el temporizador.

CPL P2.0 ;Complementar valor pin.

JB P2.0,SetPWMHigh ;Está a valor “1” ó “0”?

MOV TH0,PWMLowH ;Poner PWM a “0”.

MOV TL0,PWMLowL

SJMP T0EX

SetPWMHigh: MOV TH0,PWMHighH ;Poner PWM a “1”.

MOV TL0,PWMHighL

T0EX: SETB TR0 ;Reinicializar temporizador.

RETI

4.4 Generar una señal PWM



ReadTimer:MOV ValH,TH0 ;Leer parte alta y baja.MOV ValL,TL0MOV A,TH0 ;Leer nuevamente parte alta.CJNE A,ValH,ChkHigh ;Ha cambiado?SJMP RTEX ;Si no, la primera lectura es válida.

ChkHigh: JB ValL.7,RTEX ;Otro caso, verificar parte baja para ver ; si ha cambiado despúes de leer la parte

; alta original.MOV ValH,A ;Si ha cambiado, usar la segunda lectura

; de la parte altaRTEX: RET

4.5 Leer un timer “al vuelo”



Solución actividadGenerar onda cuadrada de 50 Hz por el pin P1.0. Reloj de 12 Mhz.– 50 Hz = 20000 µS periodo = 10000 µS semiperiodo– Usar temporizador y modo 1 (16 bits). Recargar por programa el timer en interrupción.– Recarga: 10000 µS -> 65536 -10000 = 55536 = D8F0h

sfr TMOD=0x89,TCON=0x88,TH0=0x8C,TL0=0x8A; sfr IEN0=0xA8, P1=0x90; sbit ET0=IEN0^1, EAL=IEN0^7, TR0=TCON^4; void main(void) { TMOD = 0x01; TH0 = 0xD8; TL0 = 0xF0; EAL = 0; ET0 = 1; EAL = 1; TR0 = 1; /* a correr */ while (1) { /* otras cosas */ } } void T0 (void)interrupt 1 { P1.0 = ~P1.0; TR0 = 0; TH0 = 0xD8; TL0 = 0xF0; TR0 = 1; }


void delay_ms(unsigned int mseg){ long l; unsigned int desbordes, resto;

l = 1000L * mseg; /* ciclos máquina en us */ desbordes = (l / 65536) + 1; /*incluye desborde del resto*/ resto = 65536 - (l % 65536); TR0=TF0=0; /*garantizar condiciones iniciales adecuadas*/ TMOD |= 0x01; TMOD &= 0xF1; /* modo 1, temporizador, control soft. */ TL0 = resto & 0x00FF; TH0 = resto >> 8; TR0 = 1; /* a correr */

while(desbordes) if (TF0) { TF0 = 0; desbordes--; } TR0 = TF0 = 0;}

Solución actividadSe desea disponer de una función C para realizar retardos deprecisión del orden de milisegundos. Reloj del ?C de 12 Mhz.


sfr TMOD=0x89,TCON=0x88,TH0=0x8C,TL0=0x8A, IEN0=0xA8; sbit TR0=TCON^4, IT0=TCON^0, ET0=IEN0^1, EAL=IEN0^7; #define T_ON 1000 #define T_OFF 2000 #define P_OUT P1.0 unsigned char t_on_h, t_on_l, t_off_h, t_off_l; void main(void) { t_on_h = T_ON / 256; t_on_l = T_ON % 256; t_off_h = T_OFF / 256; t_off_l = T_OFF % 256; TMOD = 0x01; TH0 = t_on_h; TL0 = t_on_l; P_OUT = 1; ET0 = 1; EAL = 1; TR0 = 1; /* a correr */ while (1) { /* otras cosas */ } } void T0 (void) interrupt 1 { TR0=0; P_OUT++; /* complementar salida */ if (P_OUT) { TH0 = t_on_h; TL0 = t_on_l; } else { TH0 = t_off_h; TL0 = t_off_l; } TR0=1; }

Conseguir que el tiempo a nivel alto y a nivel bajo sean distintos.Actividad


? EJERCICIO:– Realizar un programa en lenguaje C, que configure el TEMPORIZADOR-0

en modo 2 (Temporizador/Contador de 8 bits con autorrecarga), de formaque genere una interrupción con cada overflow. El manejador deinterrupción tendrá como única misión invertir el valor de P3.5

SOLUCIÓN:

7 6 5 4 3 2 1 0

EAL WDT ET2 ES0 ET1 EX1 ET0 EX0

GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0

TIMER-0

IEN0

TMOD

7 6 5 4 3 2 1 0

0 0 0 0 0 0 1 0 = $02

1 0 0 0 0 0 1 0 = $82


sfr TMOD=0x89,TCON=0x88,TH0=0x8C,TL0=0x8A, IEN0=0xA8, P3=0xB0;sbit TR0=TCON^4;

void T0_int (void) interrupt 1; /* Rutina Timer-0 */

void main (void){

/* Inicialización de registros */IEN0 = 0x82; /* Habilitación Interrupciones */TMOD = 0x02; /* Configuración Timer-0 */TH0 = 0x05; /* Valor inicial en TH0 */TL0 = 0x05; /* Valor inicial en TL0 */TR0 = 1; /* Arranque del Timer-0 */while (1) {}

}

void T0_int (void) interrupt 1{ P3.5 = ~P3.5; /* Invertir salida */}


Bibliografía

[Domíng2001] C. Domínguez, J.M. Martínez, A. Perles, J. Albaladejo, H.Hassan. “Curso de Informática Industrial: Aplicación con elmicrocontrolador”. Ed. Universidad Politécnica de Valencia,2001.

[Campelo1998] J. C. Campelo, A. Perles, F. Rodríguez. “MicrocontroladoresIntel MCS-51. Arquitectura y programación”. Ed. UniversidadPolitécnica de Valencia, 1.998.

[Martínez2001] J.M. Martínez, C. Domínguez, A. Perles, H. Hassan, J.Albaladejo. “Problemas de microcontroladores de la familiaMCS-51”. Ed. Universidad Politécnica de Valencia, 2001.

[Intel1994] MCS-51 Microcontroller Family User´s Manual.

temporizadores y contadores (t/c) …bitschips.com/infoind/tema_temporizadores.pdf · 2.3 diagrama...

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