EXF2 TF2 IEX6 IEX5 IEX4 IEX3 IEX2 IADC 0C0H T2PS I3FR I2FR T2R1 T2R0 T2CM T2I1 T2I0 0C8H. AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H Bitdresse

Transkript

1 Siemens-C515C Special-Function-Register (Subset) MSB LSB 0 COCH3 COCL3 COCH2 COCL2 COCH1 COCL1 COCH0 COCL0 Bit 0C1H CCEN EXF2 TF2 IEX6 IEX5 IEX4 IEX3 IEX2 IADC 0C0H IRCON C7H C6H C5H C4H C3H C2H C1H C0H Bitdresse TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 088H 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H Bitdresse T2PS I3FR I2FR T2R1 T2R0 T2CM T2I1 T2I0 0C8H CFH CEH CDH CCH CBH CAH C9H C8H Bitdresse EAL WDT ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 0A8H AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H Bitdresse EXEN2 SWDT EX6 EX5 EX4 EX3 EX2 EADC 0B8H BFH BEH BDH BCH BBH BAH B9H B8H Bitdresse IP1 T2CON IEN0 (IE) IEN1 Mikro-Computer Folie: 1 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin Timer / Counter 2 (Siemens C515C) mit Compare / Capture / Reload Pin Symbol Funktion P1.7 / T2 Externer Zähl- oder Gate-Eingang von Timer 2 P1.5 / T2EX Externer Reload Trigger Eingang P1.3 / INT6 / CC3 Compare Ausgang / Capture Eingang für CC Register 3 P1.2 / INT5 / CC2 Compare Ausgang / Capture Eingang für CC Register 2 P1.1 / INT4 / CC1 Compare Ausgang / Capture Eingang für CC Register 1 P1.0 / INT3 / CC0 Compare Ausgang / Capture Eingang für CRC Register Alternative Port Funktionen des Timer 2 Symbol Beschreibung Adresse T2CON Timer 2 Control Register C8H TL2 Timer 2: Low Byte CCH TH2 Timer 2: High Byte CDH CRCL Compare/Reload/Capture Register: Low Byte CAH CRCH Compare/Reload/Capture Register: High Byte CBH CCEN Compare/Capture Enable Register C1H CCL1 Compare/Capture Register 1: Low Byte C2H CCH1 Compare/Capture Register 1: High Byte C3H CCL2 Compare/Capture Register 2: Low Byte C4H CCH2 Compare/Capture Register 2: High Byte C5H CCL3 Compare/Capture Register 3: Low Byte C6H CCH3 Compare/Capture Register 3: High Byte C7H IEN0 Interrupt Enable Register 0 A8H IEN1 Interrupt Enable Register 1 B8H IRCON Interrupt Control Register C0H Special Function Register des Timer 2 Mikro-Computer Folie: 2 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek Berlin TFH

2 SFR-T2CON (Siemens-C515C) Bit Funktion T2PS Vorteiler Auswahl Bit (Prescaler Select Bit) T2PS=1: Timer 2 wird in der "timer" oder "gated timer" Funktion mit 1/12 der Oszillatorfrequenz getaktet. T2PS=0: Timer 2 wird mit 1/6 der Oszillatorfrequenz getaktet. In der Zählfunktion von Timer 2 muß T2PS auf "0" gesetzt sein I3FR Externes Interrupt 3 Flag, findet Verwendung bei der Capture-Funktion in Kombination mit dem CRC-Register I3FR=1: Übernahme des Timerwerts in das Capture-Register CRC erfolgt bei einer steigenden Flanke an Pin P1.0 I3FR=0: Übernahme bei einer fallenden Flanke an Pin P1.0 T2R1; T2R0 Timer 2 Reload Mode Auswahl T2R1 T2R0 Funktion 0 X Reload disabled 1 0 Mode 0: Auto-Reload bei Timer 2 Überlauf (TF2) 1 1 Mode 1: Reload durch eine fallende Flanke an Pin P1.5 T2CM Compare-Mode Bit für die Register CRC, CC1, CC2, CC3 T2CM=1: Auswahl von Compare-Mode 1 T2CM=0: Auswahl von Compare-Mode 0 T2I1; T2I0 Timer 2 Input Auswahl T2I1 T2I0 Funktion 0 0 Kein Eingang selektiert. Timer 2 ist gestoppt 0 1 Timer-Funktion mit Eingangsfrequenz entsprechend T2PS 1 0 Zählfunktion: externes Eingangssignal an Pin P Gated Timer Funktion: Input Steuerung durch Pin P1.7 Mikro-Computer Folie: 3 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek Berlin TFH SFR-IEN0, IEN1 und IRCON (Siemens-C515C) Bit ET2 EXEN2 EXF2 TF2 Funktion Timer 2 Überlauf / Enable externen Reload Interrupt ET2=1: Timer 2 Interrupt ist "enabled" ET2=0: Timer 2 Interrupt ist "disabled" Timer 2: Enable externen Reload Interrupt EXEN2=1: Timer 2 externer Reload-Interrupt ist "enabled" Die externe Reload-Funktion wird durch EXEN2 nicht beeinflußt. EXEN2=0: Timer 2 externer Reload-Interrupt ist "disabled" Timer 2: Externes Reload-Flag EXF2 wird gleich "1" gesetzt, wenn durch eine fallende Flanke an Pin 1.5 (T2EX) ein Reloadwunsch erfolgt und EXEN2 = "1" ist. Ein Interrupt wird jedoch nur dann ausgelöst, wenn ET2=1 ist. EXF2 kann als ein zusätzlicher Interrupt genutzt werden, wenn die Reload- Funktion nicht benötigt wird. EXF2 muß per Software gelöscht werden. Timer 2 Overflow-Flag Wird durch einen Timer 2 Überlauf gesetzt und muß per Software rückgesetzt werden. Wenn ein Timer 2 Interrupt "enabled" ist, wird bei TF2=1 ein Interrupt ausgelöst. Zu TF2: Sowohl TF2 wie auch EXF2 führen zu einer gemeinsamen Interrupt-Vektor-Adresse. Innerhalb der ISR muß unter Umständen abgefragt werden, um welchen Auslöser es sich handelt. Das TF2-Bit muß per Software gelöscht werden. Mikro-Computer Folie: 4 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin

3 Timer 2 (Siemens C515C) Operationen Der 16-Bit Timer 2 kann als Timer (Zeitgeber), Gated-Timer sowie als Event-Counter (Ereigniszähler) eingesetzt werden. Timer Mode Im Timer Mode wird die Zählrate durch die Oszillatorfrequenz vorgegeben. Über einen Vorteiler wird entweder 1/6 oder 1/12 der Oszillatorfrequenz ausgewählt. Somit wird das 16-Bit Timer-Register (TH2 und TL2) bei jedem oder bei jedem zweiten Maschinenzyklus inkrementiert. Der Vorteiler wird durch das Bit T2PS im T2CON-Register ausgewählt. Gated Timer Mode In der Gated-Timer-Funktion wird der Signalpegel an Pin P1.7 (T2) als Gatefunktion für den Timer 2 verwendet. Bei T2=1 wird der interne Takt an den Timer geführt. Bei T2=0 wird der Zählvorgang gestoppt. Durch diesen Modus wird eine Pulsweitenmessung unterstützt. Das externe Gate-Signal wird in jedem Maschinenzyklus einmal abgetastet. Event Counter Mode Bei Auswahl dieser Zählfunktion wird der Timer 2 bei jedem 1-zu-0 Übergang am externen Pin 1.7 (T2) inkrementiert. Der externe Input-Pegel wird bei jedem Maschinenzyklus einmal abgetastet. Eine Inkrementierung erfolgt genau dann, wenn in einem Maschinenzyklus der externe Pegel gleich High und im darauffolgenden Maschinenzyklus gleich Low ist. Der neue Zählerstand erscheint erst einen Maschinenzyklus später (nachdem eine 1-zu-0 Flanke detektiert wurde). Wegen der zwei Maschinenzyklen ist die maximale Zählrate nur 1/6 der Oszillatorfrequenz. Der Vorteiler muß in diesem Modus ausgeschaltet sein, d.h. T2PS=0. Unabhängig von der gewählten Timer 2 Operation wird beim Überlauf das TF2=1 gesetzt. Mikro-Computer Folie: 5 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin Timer 2 (Siemens C515C) mit Compare / Capture / Reload Compare/Capture-Einheit Die Compare/Capture/Reload Einheit (auch Compare/Capture Unit = CCU genannt) ist eine der mächtigsten Peripherieteile innerhalb der 8051 Familie. Sie ist hervorragend geeignet zum Einsatz in Anwendungen, die die Erzeugung bzw. Erfassung komplexer Signalverläufe erfordern, wie z.b. Impulsgenerierung, Pulsweitenmodulation, Impulsbreitenmessung etc. Aus diesem Grund kommt die CCU in verschiedenen Automobilapplikationen (Zündungs- und Einspritzregelung, Anti-Blockiersystem, Instrumentierung etc.) ebenso zum Einsatz wie im industriellen Bereich (Gleichstrom-, Dreiphasen- und Schrittmotor-Steuerung, Frequenzerzeugung, D/A- Wandlung, Prozeßsteuerung etc.). Begriffsdefinitionen Compare Der Inhalt des zugeordneten Timers wird ständig mit dem Inhalt des Compare-Registers verglichen. Bei Übereinstimmung werden ein oder mehrere Ereignisse (je nach Konfiguration) aufgelöst. Damit kann durch geeignete Wahl des Compare-Werts der Zeitpunkt für den Eintritt des (der) Ereignisse(s) präzise festgelegt werden. Reload Nach einem Überlauf läuft der Timer nicht mit 0000H weiter, sondern mit dem im jeweiligen Reload- Register abgelegten Nachladewert. Dadurch kann die Timer-Periode (die Zeit von Überlauf zu Überlauf) über den Reload-Wert variiert werden. Capture Auf ein bestimmtes Ereignis hin wird der Inhalt des laufenden Timers in das Capture-Register übernommen. Dadurch läßt sich der Zeitpunkt des Ereigniseintritts exakt festlegen. Mikro-Computer Folie: 6 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin

4 Timer 2 (Siemens C515C) Timer 2 Blockdiagramm Mikro-Computer Folie: 7 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin SFR-CCEN (Siemens-C515C) MSB LSB 0 COCH3 COCL3 COCH2 COCL2 COCH1 COCL1 COCH0 COCL0 Bit 0C1H CCEN Bit Bit Funktion COCH3 COCL3 Compare/Capture Mode für das CC Register Compare/Capture disabled 0 1 Capture bei steigender Flanke an Pin P1.3 / INT6 / CC3 1 0 Compare enabled 1 1 Capture bei Write Operation nach Register CCL3 COCH2 COCL2 Compare/Capture Mode für das CC Register Compare/Capture disabled 0 1 Capture bei steigender Flanke an Pin P1.2 / INT5 / CC2 1 0 Compare enabled 1 1 Capture bei Write Operation nach Register CCL2 COCH1 COCL1 Compare/Capture Mode für das CC Register Compare/Capture disabled 0 1 Capture bei steigender Flanke an Pin P1.1 / INT4 / CC1 1 0 Compare enabled 1 1 Capture bei Write Operation nach Register CCL1 COCH0 COCL0 Compare/Capture Mode für das CRC Register 0 0 Compare/Capture disabled 0 1 Capture bei fallender oder steigender Flanke an Pin P1.0 / INT3 / CC0 1 0 Compare enabled 1 1 Capture bei Write Operation nach Register CRCL Mikro-Computer Folie: 8 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin

5 Timer 2: Reload Mode (Siemens C515C) Timer 2 im Reload Mode Mikro-Computer Folie: 9 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin Timer 2: Compare Funktion (Siemens C515C) 1 t Compare Signal t t Verlauf des Portsignals bei Compare Mode 0 Mikro-Computer Folie: 10 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin

6 Timer 2: Compare Funktion (Siemens C515C) 2 a) max. Impuls-/Pausenverhältnis bei CCHx/CCLx = 0000H oder CCHx/CCLx = CRCH/CRCL (maximum duty cycle) P1.x H L ca. 1/2 Maschinen-Zyklus (= 500 ns bei t osz. = 12 MHz b) min. Impuls-/Pausenverhältnis bei CCHx/CCLx = FFFFH (minimum duty cycle) P1.x H L Modulationsbereich eines PWM-Signals: Generiert mit einem Timer 2/CCx Register im Compare Mode 0 Mikro-Computer Folie: 11 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin Timer 2: Compare Mode (Siemens C515C) 1 Port Latch im Compare Mode 0 Mikro-Computer Folie: 12 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin

7 Timer 2: Compare Mode (Siemens C515C) 2 Timer 2 mit CCx Register im Compare Mode 0 Mikro-Computer Folie: 13 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin Timer 2: Compare Mode (Siemens C515C) 3 Port Latch im Compare Mode 1 Mikro-Computer Folie: 14 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin

8 Timer 2: Compare Mode (Siemens C515C) 4 CCx steht für CRC, CC1 bis CC3 IEXx steht für IEX3 bis IEX6 Timer 2 mit CCx Register im Compare Mode 1 Mikro-Computer Folie: 15 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin Timer 2: Capture Funktion (Siemens C515C) 1 Timer 2 Capture mit Register CRC Mikro-Computer Folie: 16 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin

9 Timer 2: Capture Funktion (Siemens C515C) 2 Timer 2 Capture mit den Registern CC1 bis CC3 Mikro-Computer Folie: 17 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin Nutzung der PWM zur DA-Wandlung PWM1 PWM2 PWM2 DAC2 PWM1 DAC1 Mikro-Computer Folie: 18 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin

10 C-Beispielprogramm: pwm1.c Erzeugung von PWM-Signalen mit dem Timer2 1 #include <reg515c.sfr> /********* KONSTANTEN *******/ #define T2_MODE 0x11 #define PWM_MODE 0x08 #define RELOAD 0xff #define MIN 0x00 #define MAX 0xff /********* PROTOTYPEN *******/ /** interne **/ _interrupt(11) void isr_pwm(void); void da_wert(unsigned char wert); void main(void); /********* VARIABLEN ********/ unsigned char compare; bit neu; PWM mit Auto-Reload Signalausgabe über Port P1.1 void main(void) unsigned char i; CCEN = PWM_MODE; TH2 = RELOAD; TL2 = MIN; CRCH = RELOAD; CRCL = MIN; CCL1 = MAX; CCH1 = MAX; T2CON = T2_MODE; EA = 1; EX4 = 1; while(1) for (i=0;;i++) da_wert(i); wait(1000); _interrupt(11) void isr_pwm(void) CCL1 = compare; neu = 0; void wait(int zeit) unsigned int t; for (t=0; t<zeit; t++); void da_wert(unsigned char wert) compare = wert; neu = 1; for (;neu!= 1;) ; Mikro-Computer Folie: 19 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin C-Beispielprogramm: pwm2.c Erzeugung von PWM-Signalen mit dem Timer2 2 #include <reg515c.sfr> /********* KONSTANTEN *******/ #define T2_MODE 0x01 #define PWM_MODE 0x02 #define RELOAD 0xff /********* PROTOTYPEN *******/ /** interne **/ _interrupt(5) void isr_pwm(void); _interrupt(10) void isr_pwm2(void); void da_wert(unsigned char wert); void main(void); /********* VARIABLEN ********/ unsigned char compare; bit neu; PWM ohne Auto-Reload Signalausgabe über Port P1.0 void main(void) unsigned char i; CCEN = PWM_MODE; TH2 = RELOAD; TL2 = 0x00; CRCH = 0xff; CRCL = 0x00; T2CON = T2_MODE; I3FR = 1; EA = 1; EX3 = 1; ET2 = 1; while(1) for (i=0;;i++) da_wert(i); wait(1000); _interrupt(5) void isr_pwm(void) T2I0 = 0; /* Timer Stop */ TH2 = RELOAD; TL2 = 0x00; T2I0 = 1; /* Timer Start */ TF2 = 0; _interrupt(10) void isr_pwm2(void) CRCL = compare; neu = 0; void wait(int zeit) unsigned int t; for (t=0; t<zeit; t++); void da_wert(unsigned char wert) compare = wert; neu = 1; for (;neu!= 1;) ; Mikro-Computer Folie: 20 Prof. Dr.-Ing. Alfred Rozek TFH Berlin