Ι ΑΣΚΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ. ΤΕΙ ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ

Transcript

1 Ι ΑΣΚΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΦΩΤΙΑ ΗΣ Α. ΗΜΗΤΡΗΣ M.Sc. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Τ.Ε. ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ (Σ.Τ.ΕΦ.) ΤΕΙ ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ

2 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΧΡΟΝΙΣΤΩΝ ΜΕΤΡΗΤΩΝ (TIMERS COUNTERS) ΤΟΥ 8051 ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΒΑΣΙΣΜΕΝΗ ΣΕ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ (SOFTWARE) ΕΥΕΛΙΞΙΑ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΒΑΣΙΣΜΕΝΗ ΣΕ ΥΛΙΚΟ (HARDWARE) ΜΕΙΩΜΕΝΗ ΕΥΕΛΙΞΙΑ ΣΥΝ ΥΑΣΜΟΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗΣ ΒΑΣΙΣΜΕΝΗΣ ΣΕ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ ΚΑΙ ΥΛΙΚΟ

3 ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΒΑΣΙΣΜΕΝΗ ΣΕ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ START Να γραφεί πρόγραμμα με το οποίο θα παράγεται ένας τετραγωνικός παλμός στο Pin P1.0 P1.0 (P1.0) 1 ΑΡΧΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΗ ΜEΤΡΗΣΗΣ (COUNT REGISTER) (CR) (CR 1) SETB P1.0 LOOP: MOV R0,#255 DJNZ R0,$ OXI EINAI CR 0? NAI (P1.0) /(P1.0) CPL P1.0 SJMP LOOP

4 ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΒΑΣΙΣΜΕΝΗ ΣΕ ΥΛΙΚΟ (ΑΣΤΑΘΗΣ ΠΟΛΥ ΟΝΗΤΗΣ 555) f 1.44 R1 2R 2 C Hz R R k 3.3k C 10nF f 10.8kHz

5 8051 ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΕΣ TIMER/COUNTER ΥΟ TIMERS/COUNTERS ΣΤΟΝ 8051 (TIMER 0 ΚΑΙ 1) ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΕΣ TIMER/COUNTER ΑΥΞΗΤΙΚΗ ΜΕΤΡΗΣΗ 2 ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΕΣ ΤΩΝ 16ΒΙΤ ΚΑΘΕΝΑΣ ΑΠΟΤΕΛΕΙΤΑΙ ΑΠΟ 2 ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΕΣ ΤΩΝ 8ΒΙΤ TA ONOMATA ΤΟΥΣ ΕΙΝΑΙ: TL0, TH0, TL1, TH1 ΑΡΧΙΚΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ ΜΕ ΕΝΤΟΛΕΣ ΟΠΩΣ: MOV TH1,#0AFH ΚΑΘΕΝΑΣ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΜΕΤΡΗΣΕΙ ΑΠΟ ΤΟ 0 ΕΩΣ ΤΟ TH0 D D8 TL0 D D0 TH1 TL1 D D8 D D0

6 ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΕΣ ΕΛΕΓΧΟΥ TIMER/COUNTER ΥΟ EΠΙΠΛΕΟΝ ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΕΣ ΕΛΕΓΧΟΥΝ ΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ TIMER/COUNTER TCON: TIMER CONTROL REGISTER TMOD: TIMER MODE CONTROL REGISTER

7 ΧΑΡΤΗΣ ΜΝΗΜΗΣ ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΩΝ TIMER/COUNTER SFR Περιγραφή ιεύθυνση Bit addressable TH0 TL0 TH1 TL1 Υψηλής τάξης byte του Timer 0 Χαμηλής τάξης byte του Timer 0 Υψηλής τάξης byte του Timer 1 Χαμηλής τάξης byte του Timer 1 8CH 8AH 8DH 8BH Όχι Όχι Όχι Όχι TCON Έλεγχος του Timer 88H Ναι TMOD Τρόπος λειτουργίας του Timer 89H Όχι

8 ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΗΣ ΕΙ ΙΚΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΩΝ (SPECIAL FUNCTION REGISTER ή SFR) TCON MSB TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 LSB ΙΠΛΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ: TIMER CONTROL ΚΑΙ INTERRUPT CONTROL Bit Όνομα ιεύθυνση bit Περιγραφή Λειτουργίας Χρονιστής 7 TF1 8FH 6 TR1 8EH 5 TF0 8DH 4 TR0 8CH Υπερχείλιση Timer 1. Το bit αυτό παίρνει τιμή 1 (high) από τον 8051 όταν έχουμε υπερχείλιση του Timer 1. Έναρξη Timer 1. Όταν το bit αυτό έχει τιμή 1 (high), τότε ο Timer 1 λειτουργεί. Όταν το bit αυτό έχει τιμή 0 (low), τότε ο Timer 1 δε λειτουργεί. Υπερχείλιση Timer 0. Το bit αυτό παίρνει τιμή 1 (high) από τον 8051 όταν έχουμε υπερχείλιση του Timer 0. Έναρξη Timer 0. Όταν το bit αυτό έχει τιμή 1 (high), τότε ο Timer 0 λειτουργεί. Όταν το bit αυτό έχει τιμή 0 (low), τότε ο Timer 0 δε λειτουργεί

9 ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΣΗ TIMER/COUNTER ΟΙ TIMERS/COUNTERS ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΖΟΥΝ ΟΤΑΝ Η ΤΙΜΗ ΤΟΥΣ ΑΛΛΑΖΕΙ ΑΠΟ FFFFH 0000H TOTE ΟΙ ΣΗΜΑΙΕΣ ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΣΗΣ (TO TF1 Ή ΤΟ TF0) ΑΠΟ 0 ΓΙΝΟΝΤΑΙ 1 RESET TF1 ( ΗΛΑ Η ΑΠΟ 1 ΝΑ ΓΙΝΕΙ 0) CLR TF1 JMP 001BH (INTERRUPT SUBROUTINE ADDRESS) RESET TF0 ( ΗΛΑ Η ΑΠΟ 1 ΝΑ ΓΙΝΕΙ 0) CLR TF0 JMP 000BH (INTERRUPT SUBROUTINE ADDRESS)

10 ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΗΣ ΕΙ ΙΚΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΩΝ (SPECIAL FUNCTION REGISTER ή SFR) TMOD MSB LSB GATE1 C/T1 T1M1 T1M0 GATE0 C/T0 T0M1 T0M0 TIMER1 TxM1 TxM0 Timer Mode TIMER0 Περιγραφή Μετρητής των 13 bit Μετρητής των 16 bit Μετρητής των 8 bit αυτόματης επαναφόρτωσης (Auto Reload) ιαιρούμενος χρονιστής (Split Timer)

11 ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΗΣ ΕΙ ΙΚΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΩΝ (SPECIAL FUNCTION REGISTER ή SFR) TMOD MSB LSB GATE1 C/T1 T1M1 T1M0 GATE0 C/T0 T0M1 T0M0 TIMER1 TIMER0 Bit Όνομα Περιγραφή λειτουργίας Χρονιστής/ Μετρητής 7 GATE1 6 C/T1 Όταν το bit αυτό έχει τιμή 1 (high), τότε ο χρονιστής θα λειτουργεί μόνο όταν δεχτεί το σήμα INT1 (P3.3 ήτοbit 3 της πόρτας 3) με τιμή 1 (high). Όταν το bit αυτό έχει τιμή 0 (low), τότε ο χρονιστής θα λειτουργεί ανεξάρτητα από την τιμή που διαβάζει το pin ΙΝΤ1. Όταν το bit αυτό έχει τιμή 1 (high), τότε ο χρονιστής θα μετράει συμβάντα που θα δέχεται στο pin T1 (P3.5 ήτοbit 5 της πόρτας 3). Όταν το bit αυτό έχει τιμή 0 (low), τότε ο χρονιστής θα αυξάνει την τιμή του κατά ένα σε κάθε κύκλο μηχανής. 1 1

12 ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΗΣ ΕΙ ΙΚΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΩΝ (SPECIAL FUNCTION REGISTER ή SFR) TMOD MSB LSB GATE1 C/T1 T1M1 T1M0 GATE0 C/T0 T0M1 T0M0 TIMER1 TIMER0 Bit Όνομα Περιγραφή λειτουργίας Χρονιστής/ Μετρητής 3 GATE0 2 C/T0 Όταν το bit αυτό έχει τιμή 1 (high), τότε ο χρονιστής θα λειτουργεί μόνο όταν δεχτεί το σήμα INT0 (P3.2 ήτοbit 2 της πόρτας 3) με τιμή 1 (high). Όταν το bit αυτό έχει τιμή 0 (low), τότε ο χρονιστής θα λειτουργεί ανεξάρτητα από την τιμή που διαβάζει το pin ΙΝΤ0. Όταν το bit αυτό έχει τιμή 1 (high), τότε ο χρονιστής θα μετράει συμβάντα που θα δέχεται στο pin T0 (P3.4 ήτοbit 4 της πόρτας 3). Όταν το bit αυτό έχει τιμή 0 (low), τότε ο χρονιστής θα αυξάνει την τιμή του κατά ένα σε κάθε κύκλο μηχανής. 1 1

13 ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΗΣ ΕΙ ΙΚΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΩΝ (SPECIAL FUNCTION REGISTER ή SFR) TMOD MSB LSB GATE1 C/T1 T1M1 T1M0 GATE0 C/T0 T0M1 T0M0 TIMER1 TIMER0 M0, M1 : ΤΡΟΠΟΣ (MODE) ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ GATE : ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ Ή ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΤΡΗΣΗΣ C/T : ΠΗΓΗ ΠΑΛΜΩΝ ΕΙΣΟ ΟΥ

14 ΛΟΓΙΚΗ ΕΛΕΓΧΟΥ ΧΡΟΝΙΣΤΩΝ/ΜΕΤΡΗΤΩΝ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΠΗΓΗ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΠΗΓΗ GATE=0, SW TIMER/COUNTER CONTROL (TR0 Ή TR1 ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΟΥΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ) GATE=1, HW TIMER/COUNTER CONTROL (INT0 Ή INT1 ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΟΥΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ)

15 ΤΡΟΠΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ 0 (MODE( 0) ΜΕΤΡΗΤΗΣ 13-bit ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΙ (OSC/12) Ή ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΙ (T0 ΉΤ1) ΠΑΛΜΟΙ TLX 5 bits THX 8 bits TFX INTERRUPT ΜΕΤΡΗΤΗΣ 13 bit (0 8191) TLX: ΜΕΤΡΗΣΗ 0 31 ΤΗX: ΜΕΤΡΗΣΗ 0-255

16 ΤΡΟΠΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ 1 (MODE( 1) ΜΕΤΡΗΤΗΣ 16-bit ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΙ (OSC/12) Ή ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΙ (T0 ΉΤ1) ΠΑΛΜΟΙ TLX 8 bits THX 8 bits TFX INTERRUPT ΜΕΤΡΗΤΗΣ 16 bit ( ) TLX: ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗX: ΜΕΤΡΗΣΗ 0-255

17 ΤΡΟΠΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ 2 (MODE( 2) ΜΕΤΡΗΤΗΣ 8-bit ΑΥΤΟΜΑΤΗΣ ΕΠΑΝΑΦΟΡΤΩΣΗΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΙ (OSC/12) Ή ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΙ (T0 ΉΤ1) ΠΑΛΜΟΙ INTERRUPT Κάθε φορά που ο TLX υπερχειλίζει (φτάνει την τιμή FFH), τότε αντί να αρχικοποιηθεί στην τιμή 00Η, αρχικοποιείται με την τιμή που περιέχει ο καταχωρητής THX (και συνεχίζεται η μέτρηση είτε του χρόνου είτε των συμβάντων.

18 ΤΡΟΠΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ 3 (MODE 3) ΙΑΙΡΟΥΜΕΝΟΣ ΧΡΟΝΙΣΤΗΣ (SPLIT TIMER) ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΙ (OSC/12) Ή ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΙ (T0 Ή Τ1) ΠΑΛΜΟΙ TIMER 0 INTERRUPT TIMER 1 ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΙ (OSC/12) ΠΑΛΜΟΙ INTERRUPT TR1 ύο ανεξάρτητοι χρονιστές/μετρητές των 8bit. O πραγματικός Timer 1 μπορεί να λειτουργεί σε MODE 0, 1 ή 2, αλλά χωρίς τη δυνατότητα να εκκινήσει ή να σταματήσει, μιας και όλα τα bit ελέγχου του Timer 1 σχετίζονται πλέον με τον καταχωρητή TH0. Ο πραγματικός Timer 1 μπορεί επίσης να λειτουργεί σε MODE 3