Таймеры микроконтроллера

Большинство задач управления, которые реализуются с помощью МК, требуют исполнения их в реальном времени.

Возлагать функции формирования управления в реальном масштабе времени только на центральный процессор неэффективно, так как это занимает ресурсы, необходимые для расчетных процедур. Поэтому в большинстве современных МК используется аппаратная поддержка работы в реальном времени с использованием таймера (таймеров).

Модули таймеров служат для приема информации о времени наступления тех или иных событий от внешних датчиков событий, а также для формирования управляющих воздействий во времени.

Модуль таймера 8-разрядного МК представляет собой 8-ми или 16-разрядный счетчик со схемой управления. Схемотехникой МК обычно предусматривается возможность использования таймера в режиме счетчика внешних событий, поэтому его часто называют таймером/счетчиком.

В памяти МК 16-разрядный счетчик отображается двумя регистрами: TH- старший байт счетчика, ТL — младший байт. Регистры доступны для чтения и для записи. Направление счета — только прямое, то есть при поступлении входных импульсов содержимое счетчика инкрементируется.В зависимости от настройки счетчик может использовать один из источников входных сигналов:

• импульсную последовательность с выхода управляемого делителя ча­стоты ;

• сигналы внешних событий, поступающие на вход ТОСК1 контроллера.
В первом случае говорят, что счетчик работает в режиме таймера, во втором— в режиме счетчика событий.

При переполнении счетчика устанавливается в «единицу» триггер переполнения ТF, который генерирует запрос на прерывание, если прерывания от таймера разрешены. Пуск и останов таймера могут осуществляться только под управлением программы. Программным способом можно также установить старший и младший биты счетчика в произвольное состояние или прочитать текущий код счетчика.

Рассмотренный «классический» модуль таймера/счетчика широко при­меняется в различных моделях относительно простых МК. Он может ис­пользоваться для измерения временных интервалов и формирования пос­ледовательности импульсов. Основными недостатками «классического» таймера/счетчика являются:

• потери времени на выполнение команд пуска и останова таймера, приводящие к появлению ошибки при измерении временных ин­тервалов и ограничивающие минимальную длительность измеряе­мых интервалов времени единицами мс;

сложности при формировании временных интервалов (меток вре­мени), отличных от периода полного коэффициента счета

• невозможность одновременного обслуживания (измерения или фор­мирования импульсного сигнала) сразу нескольких каналов.

Никакие усовершенствования не устраняют главного недостатка мо­дуля «классического» таймера — одноканального режима работы. Этот недостаток можно устранить за счет введения дополнительных аппаратных средств вход­ного захвата и выходного сравнения. Такой подход используется, в частности, в МК ком­пании Мо1ого1а

Следующим этапом развития модулей подсистемы реального времени МК стали модули процессоров событий.

Занятие (43)