Mechatronika és mikroszámítógépek

Átírás

1 Mechatronika és mikroszámítógépek 2018/2019 I. félév Órajelek, időzítők, megszakítások (4. lab)

2 Órajel Internal Oscillator Control Register (OSCICN 0xB2) Bit Symbol Leírás 7 MSCLKE Missing Clock enable bit 0/1: Detektor tiltva, engedélyezve 6-5 fenntartva Read = 00b, Write = don t care External Oscillator C ontrol Register (OSCXCN 0xB1) Bit Symbol Leírás 7 XTLVLD Crystal Oscillator Valid Flag 0/1: Használton kívül, vagy nem stabil/fut és stabil 4 IFRDY 3 CLKSL Internal Oscillator Frequency Ready Flag 0/1: Belső oszcillátor nem fut/fut az IFCN1- IFCN0 flagek szerint beállított frekvencián System Clock Source Select Bit 0/1: Belső/Külső oszcillátor használata rendszer órajelként 6-4 XOSCMD2-0 External Oscillator Mode Bits 00x: Kikapcsolva 010: Rendszer órajel külső CMOS-ból 011: Rendszer órajel külső CMOS-ból /2 10x: RC/C /2 110: Kristály oszcillátor ( MHz) 111: Kristály oszcillátor/2 2 IOSCEN 1-0 IFCN1-IFCN0 Internal Oscillator Enable Bit 0/1: Belső oszcillátor tiltva/engedélyezve Internal Oscillator Frequency Control Bit Tipikus órajelek: 00: 2MHz 01: 4MHz 10: 8MHz 11: 16MHz 3 fenntartva 2-0 XFCN2-0 Read = undefined, Write = don t care External Oscillator Frequency Control Bit Ha nagyobb 6.7 Mhz-> Órajelek, időzítők, megszakítások 2

3 Külső kristály használata Oscillator_Init: mov OSCXCN, #0x67 ; Wait min. 1ms for init mov R0, #03 Osc_Wait1: clr A Osc_Wait0: djnz ACC, Osc_Wait0 djnz R0, Osc_Wait1 ; Várakozás XTLVLD-re Osc_Wait2: mov A, OSCXCN jnb ACC.7, Osc_Wait2 mov OSCICN, #0x0B ret OSCXCN XTLVLD 0 XOSCMD kristály oszc. használata XFCN >6.7 MHz OSCICN MSCLKE 0 nincs detector 0 IFRDY 0 nem használ IFCN Flag-et CLKSL 1 Külső oszcillátor használata rendszerórajelként IOSCEN 0 kristály oszcillátor IFCN1-IFCN0 11 tip. 16MHz Órajelek, időzítők, megszakítások 3

4 Órajel Órajel regiszterek, összefoglalás: Pl: OSCICN: belső órajel frekvenciájának beállítása OSCXCN: külső kristály oszcillátor beállítása 4 MHz belső: mov OSCICN,#0x15 vagy #0x ,1184 MHz külső: mov OSCXCN,#0x67 de várni kell, ciklus!!!!!!!! #0b ,0592 MHz külső: mov OSCXCN,#0x77 de várni kell, ciklus!!!!!!!! #0b Órajelek, időzítők, megszakítások 4

5 Timer counter 16 bites Timer THx: felső 8 bit (x: 0 vagy 1) TLx: alsó 8 bit (x: 0 vagy 1) Timer: Timer x overflow flag-et állítja TCON 5./7. bitje (TF0/TF1) JK tárolós megvalósítás, pl Órajelek, időzítők, megszakítások 5

6 Timer counter Beállítás: Timer Mode Register (TMOD 0x89) Bit Symbol 7 GATE1 6 C/T1 5-4 T1M1- T1M0 3 GATE0 2 C/T0 1-0 T0M1- T0M0 Leírás Timer 1 Gate Control 0: Timer 1 engedélyezve, ha TR1 (TCON.6)=1, INT1 állapotától függetlenül 1: Timer 1 csak akkor engedélyezett, ha TR1=1 ÉS INT1 = 1 Counter/Timer 1 Select 0: Timer funkció: Timer 1 léptetése órajel (és T1M, CKCON.4 ) függvényében 1: Számláló funkció: a külső megszakítás 1-0 váltása esetén lép Timer 1 Mode Select Timer 0 Gate Control 0: Timer 0 engedélyezve, ha TR0 (TCON.4)=1, INT0 állapotától függetlenül 1: Timer 0 csak akkor engedélyezett, ha TR0=1 ÉS INT0 = 1 Counter/Timer 0 Select 0: Timer funkció :Timer 0 léptetése órajel (és T0M, CKCON.3 ) függvényében 1: Számláló funkció: a külső megszakítás 1-0 váltása esetén lép Timer 0 Mode Select THx és TLx Registers, 16 bit Timer 0-1 Mode Select M1 M0 Mode Leírás bit Counter/Timer (TL-alsó 5bit,TH-8bit) bit Counter/Timer bit Counter/Timer with Auto reload (TL számlálása, TH-ból újratöltés) Timer 1: Inactive Timer 0: Two 8 bit Counter/Timers Clock Control Register (CKCON 0x8E) BIT Symbol Leírás 4 T1M 3 T0M 0: Rendszer órajel /12 használata 1: Rendszer órajel használata Órajelek, időzítők, megszakítások 6

7 Timer 0-1 Működés: Timer Control Register (TCON 0x88) bit addressable pdf 184. oldal Bit Symbol Leírás 7 TF1 6 TR1 5 TF0 4 TR0 3 IE1 2 IT1 1 IE0 0 IT0 Timer 1 Overflow Flag 0/1: Nincs/Van túlcsordulás Hardver által állított FLAG a Timer 1 túlcsordulása esetén. (szoftveresen is törölhető, és interrupt-tal is) Timer 1 Run Control 0/1: Timer 1 tiltva/engedélyezve Timer 0 Overflow Flag 0/1: Nincs/Van túlcsordulás Hardver által állított FLAG a Timer 0 túlcsordulása esetén. (szoftveresen is törölhető, és interrupt-tal is) Timer 0 Run Control 0/1: Timer 0 tiltva/engedélyezve External Interrupt 1 Hardver által állított FLAG a amikor a megfelelő típusú esemény bekövetkezik/fennáll az /INT1-en (szoftveresen is törölhető, és interrupt-tal is) Interrupt 1 Type Select 0/1: /INT1 szintvezérelt/élvezérelt External Interrupt 0 Hardver által állított FLAG a amikor a megfelelő típusú esemény bekövetkezik/fennáll az /INT0-en (szoftveresen is törölhető, és interrupt-tal is) Interrupt 0 Type Select 0/1: /INT0 szintvezérelt/élvezérelt Órajelek, időzítők, megszakítások 7

8 Timer beállítás, példa 1 másodperc (100 x 10 ms) beállítása, külső kristály oszcillátor, Timer 0 használata 22,1184 MHz TMOD, pdf: 183. oldal mov TMOD,#0b #0x01 TCON, pdf: 184. oldal, minden bitnek van neve, ismertek setb TR0 engedélyezi Timer 0 futását, amíg nem állítjuk be, nem fog futni a Timer CKCON, pdf 182. oldal, /12 beállítás: anl CKCON,#0xF7 3. bit 0!, többi 1, órajel a vezérléshez: sec alatt Órajelek, időzítők, megszakítások 8

9 Timer beállítás, példa THx, TLx: probléma: 16 bit: max (#0xFFFF) ha 100 x 10 ms: t kell számolni 10 ms alatt, =47103 = B7FF, ekkor fog túlcsordulni, 47103=#0xB7FF mov TH0,#0xB7 mov TL0,#0xFF A timer-t célszerű megszakításként használni! Ahhoz, hogy a timer0 megszakítás legyen, további beállítások szükségesek, lásd később Órajelek, időzítők, megszakítások 9

10 Megszakítás, Interrupt A megszakítás egy olyan esemény, vagy feltétel teljesülése, amely felfüggeszti a program futását, a vezérlést átadja egy speciális szubrutinnak (ISR-Interrupt Service Routine) Az egy időben teljesülő megszakítások hierarchiáját az interrupt service priority dönti el Órajelek, időzítők, megszakítások 10

11 Az Interrupt folyamata 1. A CPU befejezi az aktuális utasítást 2. A CPU elmenti a Program Counter-t (PC) a stack-be pusholással 3. A PC-be a megfelelő ISR vektor kerül 4. Az ISR végrehajtásra kerül 5. Az Interrupt a RETI utasításig tart Órajelek, időzítők, megszakítások 11

12 Megszakítások a C8051F020 eszközön, prioritás Interrupt Source Interrupt Vector Priority Order Enable Flag Reset 0000 Top Always Enabled External Interrupt 0 (/INT0) EX0 (IE.0) Timer 0 Overflow 000B 1 ET0 (IE.1) External Interrupt 1 (/INT1) EX1 (IE.2) Timer 1 Overflow 001B 3 ET1 (IE.3) UART ES0 (IE.4) Timer 2 Overflow 002B 5 ET2 (IE.5) Serial Peripheral Interface ESPI0 (EIE1.0) SMBus Interface 003B 7 ESMB0 (EIE1.1) ADC0 Window Comparator EWADC0 (EIE1.2) Programmable Counter Array 004B 9 EPCA0 (EIE1.3) Comparator 0 Falling Edge ECP0F (EIE1.4) Comparator 0 Rising Edge 005B 11 ECP0R (EIE1.5) Comparator 1 Falling Edge ECP1F (EIE1.6) Comparator 1 Rising Edge 006B 13 ECP1R (EIE1.7) Timer 3 Overflow ET3 (EIE2.0) ADC0 End of Conversion 007B 15 EADC0 (EIE2.1) Timer 4 Overflow ET4 (EIE2.2) ADC1 End of Conversion 008B 17 EADC1 (EIE2.3) External Interrupt EX6 (EIE2.4) External Interrupt 7 009B 19 EX7 (EIE2.5) UART1 00A3 20 ES1 (EIE2.6) External Crystal OSC Ready 00AB 21 EXVLD (EIE2.7) Órajelek, időzítők, megszakítások 12

13 Megszakítások beállítása Timer Control Register (TCON 0x88) bit addressable Bit Symbol Leírás 7 TF1 6 TR1 5 TF0 4 TR0 3 IE1 2 IT1 1 IE0 0 IT0 Timer 1 Overflow Flag 0/1: Nincs/Van túlcsordulás Hardver által állított FLAG a Timer 1 túlcsordulása esetén. (szoftveresen is törölhető, és interrupt-tal is) Timer 1 Run Control 0/1: Timer 1 tiltva/engedélyezve Timer 0 Overflow Flag 0/1: Nincs/Van túlcsordulás Hardver által állított FLAG a Timer 0 túlcsordulása esetén. (szoftveresen is törölhető, és interrupt-tal is) Timer 0 Run Control 0/1: Timer 0 tiltva/engedélyezve External Interrupt 1 Hardver által állított FLAG a amikor a megfelelő típusú esemény bekövetkezik/fennáll az /INT1-en (szoftveresen is törölhető, és interrupt-tal is) Interrupt 1 Type Select 0/1: /INT1 szintvezérelt/élvezérelt External Interrupt 0 Hardver által állított FLAG a amikor a megfelelő típusú esemény bekövetkezik/fennáll az /INT0-en (szoftveresen is törölhető, és interrupt-tal is) Interrupt 0 Type Select 0/1: /INT0 szintvezérelt/élvezérelt Órajelek, időzítők, megszakítások 13

14 Megszakítások programozása.org direktíva: hová fordítsa az ez utáni utasításokat a kódszegmensbe IT vektorok: olyan memóriaterület, ahová a felhasználó nem fér hozzá acall interrupt, reti External Interrupt 0 (/INT0).org 0x3 ;ROM 3-as byte-tól Timer 0 Overflow (T0).org 0xB ;ROM 11-es byte-tól External Interrupt 1 (/INT1).org 0x13 ;ROM 13-as byte-tól Timer 1 Overflow (T1).org 0x1B ;ROM 27-es byte-tól Órajelek, időzítők, megszakítások 14

15 Megszakítások beállítása Interrupt Enable Register (IE 0xA8) bit addressable Bit Symbol Leírás 7 EA Enable All Interrupts 0/1: Minden interrupt tiltása (kivéve reset)/engedélyezése a megfelelő beállításoknak megfelelően 6 IEGF0 General Purpose Flag 0 Általános célú flag 5 ET2 4 ES0 3 ET1 2 EX1 1 ET0 0 EX0 Enable Timer 2 Interrupt 0/1: Timer 2 Interrupt tiltása/engedélyezése TF2 (T2CON.7) Enable UART0 Interrupt 0/1: UART0 Interrupt tiltása/engedélyezése Enable Timer 1 Interrupt 0/1: Timer 1 Interrupt tiltása/engedélyezése TF1 (TCON.7) Enable External Interrupt 1 0/1: External interrupt 1 tiltása/engedélyezése (/INT1) Enable Timer 0 Interrupt 0/1: Timer 0 Interrupt tiltása/engedélyezése TF0 (TCON.5). Enable External Interrupt 0 0/1: External interrupt 0 tiltása/engedélyezése (/INT0) Órajelek, időzítők, megszakítások 15

16 Megszakítások beállítása Timer0 A Timer0-nál ismertetett beállításokon túl: setb EA engedélyezi a megszakításokat, EA ismert setb ET0 engedélyezi, hogy Timer0 megszakítás legyen Órajelek, időzítők, megszakítások 16

17 Folyamatábra órai program A TF0 bitet a program automatikusan, az időzítő lejártakor állítja be 1-be! A TF==1 hatására fellép a timer0 megszakítás, aminek hatására lefut a jobb oldali algoritmus! A program elmenti azt, ahonnan a megszakítás kilép, és ahová a lefutás után visszalép! Órajelek, időzítők, megszakítások 17

18 A következő órára Házi feladat: Oldjunk meg egy tetszőleges programot az alábbi példák közül! november 3. PZH/A csak az első két alpont!, október 19. 1/B, október 22. 2/B, A HF programok megtalálhatók a Gyakorló példák/asm ZH példák között! Gyakorló példák a honlapon! Oldjuk meg valamennyi eddigi példát delay helyett Timer vezérléssel! (Eddigi HF-eket is!) Végtelen ciklus kell, ahonnan a program kilép, és ahová visszalép! Segítség: Tankönyv 5. és 11. fejezetek Órajelek, időzítők, megszakítások 18

19 Órajelek, időzítők, megszakítások Vége a negyedik labornak. 19