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Gestione dei ritardi Generatore di onde quadre Il generatore di onde quadre consiste di un treno di onde luminose caratterizzate da un periodo il cui.

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Presentazione sul tema: "Gestione dei ritardi Generatore di onde quadre Il generatore di onde quadre consiste di un treno di onde luminose caratterizzate da un periodo il cui."— Transcript della presentazione:

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2 Gestione dei ritardi

3 Generatore di onde quadre Il generatore di onde quadre consiste di un treno di onde luminose caratterizzate da un periodo il cui 50% il livello logico è alto e il restante 50% è a livello logico basso. Fare ciò, significa gestire il tempo e quindi i ritardi sui pic Un metodo molto semplice e forse, un po’ banale, è quello di far lavorare la macchina avuoto senza far eseguire alcuna operazione. L’istruzione per non far eseguire operazioni è nop. La routine è la seguente: LIST p=16F628 include "P16F628.inc“ ; libreria dove sono definiti I registri del 16f628 org 0x0000 movlw 0x07 movwf CMCON ;tutti i comparatori sono disattivati. Le porte che sono multiplexate, fungono solo ;da I/O bsf STATUS, RP0 ; viene posto a 1 il bit RP0 del registro Staus per selezionare il bank1 movlw b' ' movwf TRISB ;portb come output movwf TRISA ;porta come output bcf STATUS, RP0 ; viene posto a 0 il bit RP0 del registro Staus per selezionare il bank0

4 Loop del programma Loop movlw 0xff ; viene caricato il numero ;255 in formato esadecimale che tradotto un binario è movwf PORTA ;porta è a livello logico alto movwf PORTB ;portb è a livello logico alto nop ; viene inserito un ritardo di 1 microsecondo ;perchè ogni ciclo macchina ha frequenza 1 Mhz nop ; per 1 us la macchina non esegue operazioni movlw 0x00 ; viene caricato lo zero movwf PORTA ;porta e portb sono a livello logico basso movwf PORTB nop goto Loop end

5 Nop Nop è l’istruzione che non fa eseguire alcuna operazione. A che cosa può servire? Fa lavorare il micro a vuoto per mantenere fisso lo stato di un microcontrollore e non far cambiare stato. Quanto può durare un ritardo? Se la frequenza di clock è di 4 MHz, il periodo sarà di 0,25 us e il tempo macchina è 4*T clock =1us Ogni ciclo macchina dura quindi 1 us se la frequenza di clock è 4 MHz. Il ritardo ottenuto è quindi 2 us visto che sono state introdotte due righe con l’istruzione nop

6 Senza libreria Se non avessimo inserito la libreria avremmo dovuto dare delle direttive al compilatore: PORTA EQU 0x05 PORTB EQU 0x06 TRISA EQU 0x05 TRISB EQU 0x06 STAUS EQU 0x03 RP0 EQU 0x05 ; bit 5 del registro status CMCON EQU 0x1F

7 Riga programmaRegistro interessato Stato deI bit Registro MOVLW 0X07accumulatore MOVWF cmconcmcon Bsf status,rp05 bit registro status Movlw 0x00accumulatore Movwf trisaTrisa del bank Movwf trisbTrisb del bank Bcf status, rp05 bit registro status Movlw 0xffaccumulatore Movwf portaPorta del bank Movwf portbPortb del bank nopNessun registro Movlw 0x00accumulatore Movwf portaPorta del bank Movwf portbPortb del bank

8 Ritardo con una routine di ritardo Con pochi microsecondi di ritardo non possiamo renderci conto della differenza tra i due livelli logici e, gestire un ritardo più grande, comporterebbe la scrittura di un numero enorme di istruzioni nop. Un metodo più efficace è quello di inserire un valore in un registro GFR e, decrementarlo. La macchina rimane nel suo stato fino a quando il registro non è zero Si passa alla istruzione successiva se tutto è nullo. Useremo quindi decfsz salta alla istruzione successiva se il risultato è nullo Il programma è il seguente: LIST p=16F628 include "P16F628.inc“ count1 equ 0x0C ; registro generale count2 equ 0x0D org 0x00

9 Ritardo con una routine di ritardo movlw 0x07 movwf CMCON ;pone I comparatori a 1 bsf STATUS, RP0 ;seleziona bank1 movlw b' ' movwf TRISB movwf TRISA bcf STATUS, RP0 ;seleziona banco 0 clrf PORTA ;porta non viene mai usata clrf PORTB loop: call Delay bsf PORTB, 7 ;pone il bit 7 a livello logico alto call Delay

10 Ritardo con una routine di ritardo: subroutine di ritardo Spegni: bcf portb,7 ;pone a livello logico basso il bit 7 goto loop Delay: movlw 0x0f movwf conta2 ;pone il valore 15 in un GFR movlw 0x0f movwf conta1 ;pone il valore 15 in un GFR Loop1: decfsz conta1 ;decrementa il registro e salta se zero goto Loop1 Loop2: decfsz conta2 ;decrementa il registro e salta se zero goto Loop2 return end

11 Osservazioni Nel programma sono stati settati sia i registri porta e trisa che non servono; non serve nemmeno il settaggio del registro comcon che setta i comparatori. Se fosse stato utilizzato tutto il registro trisa, sarebbe stato utile settare i comparatori. Si noti che il ritardo sul cambio di stato di ogni porta è di 30 us perché il decremento di ciascun registro 0ch e 0dh dura 15 cicli macchina e, ogni ciclo dura 1 us; 15 cicli durano 15 us. Siccome sono due registri da decrementare, il ritardo sarà di 30 us Per fare un ritardo più grande, si possono settare a 1 al massimo 8 bit di ciascun registro per un numero di cicli massimi di decrementi pari a 255 us

12 esercizio Scrivere un programma che faccia accendere e spegnere alternativamente 2 led e ciascuno con un ritardo di 200 us

13 Osservazioni Quando si incontra l’istruzione goto oppure call subroutine, si ha un salto e si interrompe il flusso del programma per eseguire la linea programma o la subroutine. Nella memoria programmi c’è una parte riservata allo stack pointer in cui si inserisce l’indirizzo in cui è stato interrotto il programma. Terminate le istruzioni in cui il programma è saltato, lo stack pointer fornisce l’indirizzo della memoria programma dove ritornare

14 Registri Riga programmaRegistriBit Movlw 0x07w Movwf cmconRegistro comparatore Bsf status,rp0Bit 5 di status Movlw 0x00w Movwf trisbtrisb Bcf status,rp0Bit 5 di status Clrf portbportb Call delay Bsf portb,7Bit 7 portb Call delay Goto loop

15 Delay Riga programmiRegistriBit Movlw 0x02w Movwf conta1Registro 0x0c Movlw 0x02W Movwf conta2Registro 0x0d Decfsz conta10x0c Goto loop1 Decfsz conta10x0c Decfsz conta20x0d Decfsz conta20x0d Return Supponiamo di inserire un ritardo molto più piccolo Ritorna all’ultima chiamata di subroutine.

16 Un tempo di ritardo più lungo Delay: movlw 0x0f movwf conta2 ;pone il valore 15 in un GFR Loop2: movlw 0x0f movwf conta1 ;pone il valore 15 in un GFR Loop1: decfsz conta1 ;decrementa il registro e salta se zero goto Loop1 decfsz conta2 ;decrementa il registro e salta se zero goto Loop2 return end Questa volta, per ogni decremento di conta2, si ritorna a loop2 Ogni decremento di conta2 genera 15 decrementi di conta1 I decrementi terminano quando conta2 è zero Il tempo di ritardo è 255 us=15*15

17 Sorgenti di segnali Ogni microcontrollore lavora secondo un certo sincronismo I segnali di sincronizzazione possono essere interni o esterni Se esterni, viene applicato un generatore di impulsi ad una certa frequenza su un determinato pin. Nel caso del pic16f628, il segnale viene applicato sul pin 3

18 Prescaler e interrupt Il pic 16f628 è dotato di un timer interno ad 8 bit. Il registro timer0, registro del bank0 all’indirzzo 01h, incrementa il proprio contenuto per ogni ciclo macchina L’oscillatore interno del pic genera una frequenza f=4 MHz; la frequenza di un qualsiasi segnale proveniente dal pic è quindi di f/4=1 Mhz, frequenza macchina. Il registro timer0 incrementa così il proprio contenuto con la frequenza di 1 MHz La frequenza di interruzione, frequenza di interrupt, si ha quando il timer inizia a contare daccapo, cioè quando passa da overflow a zero. Essendo il timer0 di 8 bit, l’interrupt si ha ogni cicli macchina+1=256 contando anche il passaggio da overflow a zero

19 Frequenza di interrupt La frequenza fi di interrupt si calcola dividendo la frequenza macchina per 256: fi=f(osc)/(4*256) Si potrebbe cambiare la frequenza di interrupt con due metodi: Inizializzando il timer con un valore Nt diverso da 0. È come accorciare la lunghezza del timer così impiegherà meno tempo per andare in overflow La nuova frequenza fi di interrupt sarà: fi=f(osc)/4/(256-Nt) La frequenza di interrupt può cambiare se si inserisce un prescaler, cioè un divisore di frequenza. Il prescaler è formato dai tre bit del registro option che si trova all’indirizzo 81h, è cioè un registro di bank1

20 Esercizi per impostare l’interrupt senza prescaler 1. Calcolare il periodo di interrupt se Nt=0 2. Calcolare il periodo e la frequenza di interrupt se Nt= A quanto bisogna impostare Nt se si chiede che fi=300 Hz

21 Registro Option Bit 0RBPUDisabilita o abilitai resistori interni di pull up 0 disabilita 1 abilita Bit 1INTEDGSeleziona il fronte di salita di interrupt su RB0/INT 0 fronte salita 1 fronte discesa Bit 2TOCSSeleziona il fronte di segnale di clock del timer 0 clock interno 1 clock esterno Bit 3TOSESeleziona il fronte del segnale per il clock del timer su RA4/TOCKL 0 fronte di discesa 1 fronte di salita Bit 4PSAAssegna il prescaler l timer TMR0 o al WDT 0 TMR0 1 WDT Bit 5PS2Selezione il fattore di divisione per il TMR0 Bit 6PS1 Bit 7PS0

22 Un piccolo schema

23 Prescaler Ps2Ps1Ps0Divisore Se si vuole cambiare la frequenza fi di interrupt con Np, il fattore di divisione di prescaler fi assumerà la seguente formula matematica: fi=fosc/4/Np

24 Prescaler La frequenza di interrupt può essere cambiata anche utilizzando sia il prescaler che cambiando il punto di partenza del timerO. La frequenza fi può cambiare nel seguente modo: fi=fosc/4/Np*(256-Nt)

25 Esempio con il prescaler Supponiamo di voler generare un interrupt ogni 3 ms Ti=256*Tm=256*4*Tclock=256/fosc/4 Si inserisce il prescaler per cambiare Ti Ti=256*Np/f/4 Imponendo Ti=3 Np=Ti/256*fosc/4=11.72 Questo valore non è nelle tabelle del prescaler Si può far partire il conteggio del timer da un valore diverso da zero Si deve allora calcolare il valore Nt da dove far partire il timer Si può utilizzare la seguente formula per calcolare il periodo di interrupt Ti=Np*((256-Nt)/fosc/4 Se si impone Ti=3 ms, Np=64, si calcola Nt= /64=209,125=209

26 esempio Si vuole accendere e spegnere un led collegato su RA0 di un pic16f628 con periodo di 1 secondo. Si utilizza un clock di 4 MHz. Se si impone un divisore di prescaler pari a 64, la frequenza di interrupt diventa Con un semplice conto, si calcola che per avere 1 Hz basta far partire il timer da 125

27 Esercizi Se Nt=200 e Np=512, per un clock con frequenza 4 MHz, che valore assumeranno fi e ti? Se si vuole una frequenza fì pari a 300 con un clock di 4 MHz, come bisogna combinare Np ed Nt?

28 Registro INTCON GIEAbilitazione di tutti gli interrupt0disabilitati 1abilitati EEIESegnala il completamento nella memoria EEPROM 0Non completo 1Completo TOIEAbilita l’interrupt per il superamento di capacità del timer0 0Disabilitato 1Abilitato INTEAbilita l’interrupt su RB0/INT0 Disabilita 1 Abilita RBIEAbilita l’interrupt per il cambio di livello su RB7- RB4 0 Disabilita 1 abilita TOIFSegnala overflow su timer0 0 No Overflow 1 Overflow avvenuto INTFSegnala la richiesta di interrupt su RB0/INT 0 Nessuna richiesta 1 Richiesta avvenuta RBIFSegnale di cambio di livello su RB7-RB4 0 Nessun cambio livello 1 Cambio di più livelli

29 Routine di interrupt senza prescaler La routine di interrupt va scritta a partire dalla locazione 004 della memoria programma Se si vuole utilizzare il timer senza inserire il prescaler, bisogna seguire questa sequenza di passaggi:  Scrivere una routine di interrupt a partire dalla locazione 004. Nella routine bisogna dare le seguenti informazioni: Si carica il valore dal quale bisogna far partire il timer Azzerare il flag di avvenuto interupt, bit 2 del registro INTCON Ritornare al programma principale tramite il comando RETFIE  Nella routine principale bisogna scrivere: Porre a zero il bit 5 del registro OPTION, cioè porre in modalità timer Caricare il valore iniziale del timer Abilitare l’interrupt ponendo a 1 il bit 5 di INTCON Abilitare gli interrupt ponendo a 0 il bit 7 del registro INTCON

30 Routine di interrupt con prescaler Bisogna scrivere la routine di interrupt e partire dalla locazione 004 della memoria programma o ricaricare il valore iniziale del timer o azzerare il flag di avvenuto interrupt tramite il bit 2 del registro INTCON o terminare la routine di interrupt tramite l’istruzione RETFIE Nel programma principale si scrivono le seguenti istruzioni: o assegnare il prescaler al timer ponendo a 0 il bit 3 del registro OPTION o selezionare il fattore di divisione del prescaler o assegnare il valore di inizio del timer o abilitare l’interrupt del timer ponendo a 1 il bit 5 di INTCON o abilitare tutti gli interrupt ponendo a 1 il bit 7 di INTCON

31 Come settare il prescaler

32 esempio Si vuol far accendere e spegnere un led su RA1 con frequenza 1 Hz. Si utilizzi un quarzo di 4 MHz f(clock)= Hz; f(macchina)= Hz Si pone Np=(64) 10 =combinazione prescaler Nt=125

33 Lampeggio di un led con frequenza di 1 Hz list p=16f628 radix dec porta equ 5 portb equ 6 Timer equ 1 intcon equ 0x0b cont equ 0x0c flag equ 0x0d toif equ 0x02 toie equ 0x05 gie equ 0x07 goto start

34 Lampeggio led: routine interrupt org 4 interrupt: incf cont,1 movlw 0x00 movwf timer bcf intcon, toif retfie ;ritorno dall’interrupt

35 Lampeggio di un led:routine principale start: movlw 0xd5 ; carica il valore movwf option movlw 0xff tris portb movlw 0x00 tris porta RBPUINTEDGTOCSTOSEPSAPS2PS1PS Divisore di prescaler=64 Clock interno Prescaler al timer

36 Lampeggio di un led movwf timer ;l’accumulatore è ancora azzerato movwf cont bsf intcon, toie ;abilita l’interrupt timer bsf intcon, gie ;abilita gli interrupt ancora: movlw 125 xorwf cont,0 ;esegue l’operazione logica XOR tra cont e W e pone il risultato in W skpz ; salta se il risultato è zero. Il conteggio si ferma a 125 goto ancora avanti: movwf cont comf flag,1 ;complementa flag e pone il risultatp in flag btfsc flag,0 ;testa il bit 0 e salta se 0 goto accendi bcf porta,0 goto ancora accendi: bsf porta,0 goto ancora end

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