Avr Lecture5
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Avr Lecture5 as PDF for free.
More details
- Words: 1,045
- Pages: 12
임베디드 마이크로프로세서 프로그래밍 실전 제작 : 네 로 테 크 강의 : 김 종 형
Embedded AVR Programming
ATMEGA128 타이머/카운터0
1. 2. 3.
20062006-0404-03
-2-
타이머/카운터의 개요 타이머/카운터 0 타이머/카운터 0 실습
Embedded AVR Programming
1-1 타이머/카운터의 개요 ⊙ ATmega128은 4개의 타이머/카운터를 구성 - 타이머/카운터0, 2 는 8비트 구조이며 타이머/카운터1, 3은 16비트 구조 ⊙ 타이머/카운터0는 32.768kHz를 사용하는 TOSC1, TOSC2단자를 가지며 RTC의 기능 가짐 ⊙ 타이머/카운터0는 내부클럭 혹은 외부클럭을 사용시 프리스케일러의 적용 ⊙ 타이머/카운터1~3은 내부 클럭을 사용하는 타이머에 대해서 프리스케일러가 동작 ⊙ 모두 인터럽트 및 PWM 출력 기능을 가짐 - 오버플로우 인터럽트(overflow interrupt) : 카운터의 값이 오버플로우되는 경우 발생 - 출력비교 인터럽트(output compare match interrupt) : 카운터 값이 출력비교 레지스터의 값과 같게 되는 순간에 발생 - 입력캡쳐 인터럽트(input capture interrupt) - PWM : 출력비교 기능을 이용하여 출력비교 신호에 주기와 듀티비를 가변할 수 있는 출력 신호를 발생(OC0, OC1A/OC1B/OC1C, OC2, OC3A/OC3B/OC3C)
20062006-0404-03
-3-
Embedded AVR Programming
1-2 타이머/카운터 0 ⊙ 0에서 255까지 셀 수 있는 8비트 타이머/카운터 ⊙ 타이머로 사용될 때는 내부 클럭을 분주하여 이용 ⊙ 외부에 32.768kHz 클럭을 TOSC1, TOSC2단자에 연결하여 RTC를 구현 ⊙ 8비트 PWM 신호를 만들어서 포트로 출력
20062006-0404-03
-4-
Embedded AVR Programming
1-2 타이머/카운터 0 ⊙ 타이머/카운터0 제어 레지스터(TCCR0) : 타이머/카운터0의 동작 모드를 설정하고 프리스케일러의 분주비를 설정 BIT
7
6
5
4
3
2
1
0
$33($53)
FOC0
WGM00
COM01
COM00
WGM01
CS02
CS01
CS00
Value
0
0
0
0
0
0
0
0
- FOC0(Force Output Compare) : 1로 설정시 강제로 즉시 OC0 단자에 출력비교가 매치 된 것과 같은 출력을 내보냄, 출력신호의 동작은 COM01~00 비트에 의해 결정 - CS02 ~ CS00 : PRESCALER 설정
20062006-0404-03
클럭 소스의 기능
CS02
CS01
CS00
0
0
0
클럭 입력을 차단(타이머/카운터0의 기능이 정지됨)
0
0
1
clkTOS / 1
0
1
0
clkTOS / 8
0
1
1
clkTOS / 32
1
0
0
clkTOS / 64
1
0
1
clkTOS / 128
1
1
0
clkTOS / 256
1
1
1
clkTOS / 1024 -5-
Embedded AVR Programming
1-2 타이머/카운터 0 ⊙ 타이머/카운터0 제어 레지스터(TCCR0) - WGM00 ~ WGM01 : Waveform Generation Mode로써 카운터의 동작순서를 설정하여 어떤 파형을 발생하는지를 결정 1) Normal Mode : 타이머 카운터가 255까지 세고 난 뒤 인터럽트를 발생 2) CTC(Clear Timer on Compare match) Mode : 최대로 세는 수를 변화시킴 즉, 255까지 다 세지 않고 100까지만 세고 인터럽트를 발생시키게 한다든가 하는 것 3) Fast PWM Mode : 255까지 다 세기 전에 인터럽트를 발생시키게 할 수 있음 즉, 255다 세기 전에 한번 255다 센 후에 한번..이렇게 인터럽트가 두 번 발생 가능 4) PCPWM(Phase Correct Pulse Width Modulation) Mode : PWM 과 유사하나 255~0으로 숫자가 줄어들면서 셈
20062006-0404-03
모드
WGM01 (옛 CTC0)
WGM00 (옛 PWM0)
동작모드
TOP
OCR0 레지스터 의 업데이트 시점
TOV0 플래그의 셋트 시점
0
0
0
Normal
0xFF
설정 즉시
MAX
1
0
1
Phase Correct PWM
0xFF
TOP
BOTTOM
2
1
0
CTC
OCR0
설정 즉시
MAX
3
1
1
Past PWM
0xFF
TOP
MAX
-6-
Embedded AVR Programming
1-2 타이머/카운터 0 ⊙ 타이머/카운터0 제어 레지스터(TCCR0) - COM01 ~ 00 : Compare Match Output Mode로서 OC0 단자에 출력 비교 매치
20062006-0404-03
-7-
Embedded AVR Programming
1-2 타이머/카운터 0 ⊙ 타이머/카운터0 레지스터 (TCNT0) : 타이머/카운터0의 8비트 카운터값을 저장 BIT
7
6
5
4
$32($52) Value
3
2
1
0
0
0
0
TCNT0[7..0] 0
0
0
0
0
⊙ 타이머/카운터0 출력비교 레지스터(OCR0) : TCNT0 값과 비교하여 OC0 단자에 출력신호를 발생하기 위한 8비트 값을 저장 BIT
7
6
5
4
$31($51) Value
3
2
1
0
0
0
0
OCR0[7..0] 0
0
0
0
0
⊙ 비동기 상태 레지스터 (ASSR) : 타이머/카운터0 이 외부 클럭에 의하여 비동기 모드로 동작하는 경우 관련된 기능을 수행 BIT
7
6
5
4
3
2
1
0
$30($50)
-
-
-
-
AS0
TCN0UB
OCR0UB
TCR0UB
Value
0
0
0
0
0
0
0
0
AS = 0 , 동기모드 (내부클럭 사용) AS = 1, 비동기모드 (외부클럭 사용) 20062006-0404-03
-8-
Embedded AVR Programming
1-2 타이머/카운터 0 ⊙ 특수 기능 I/O 레지스터 (SFIOR) : 타이머/카운터들을 동기화 하는데 관련된 기능 BIT
7
6
5
4
3
2
1
0
$32($52)
TSM
-
-
-
ACME
PUD
PSR0
PSR321
Value
0
0
0
0
0
0
0
0
TSM : 모든 타이머/카운터들을 동기화시키는 기능수행 ⊙ 타이머/카운터 인터럽트 마스크 레지스터 (TIMSK) BIT
7
6
5
4
3
2
1
0
$37($57)
OCIE2
TOIE2
TICIE1
OCIE1A
OCIE1B
TOIE1
OCIE0
TOIE0
Value
0
0
0
0
0
0
0
0
OCIE0 : Timer/Counter0 Output Compare Match Interrupt Enable 로서 이 값이 1로 설정되고 상태 레지스터 SREG 에서 I=1로 설정시 작동되며 이때 TIFR의 OCF0 비트가 1로 되면 이 인터럽트가 처리 TOIE0 : Timer/Counter0 Overflow Interrupt Enable로 이 값이 1로 셋 되고 SREG I =1 일 때, TIFR의 TOV0비트가 1로 되면 이 인터럽트가 처리
20062006-0404-03
-9-
Embedded AVR Programming
1-2 타이머/카운터 0 ⊙ 타이머/카운터 인터럽트 플래그 레지스터 (TIFR) BIT
7
6
5
4
3
2
1
0
$36($56)
OCF2
TOV2
ICF1
OCF1A
OCF1B
TOV1
OCF0
TOV0
Value
0
0
0
0
0
0
0
0
⊙ 인터럽트 주기 공식 Interrupt Cycle = (Prescale Ratio/Clock) * (256-TCLK0) 인터럽트 주기 = (프리스케일러비/클럭)*(256-TCLK0레지스터값) 예)프리스케일러비 256, 클럭 16MHz, TCLK0는 56 (256/16*10^6)*(256-56) = 3.2ms
20062006-0404-03
-1010-
Embedded AVR Programming
1-3 Timer0 오버플로워 인터럽트 실습 1 ☞ 포트 B의 4번핀에 LED를 연결하여 토글 형식의 신호를 출력하는 프로그램 #include <mega128.h> #include <delay.h> // timer 0 overflow ISR interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void) { TCNT0 = 0x00; // reset TCNT0 PORTB.4 = ~PORTB.4; } void main(void) { DDRB = 0x10;
// 포트 B를 출력으로 설정
TCNT0 = 0x00; // reset TCNT0 TCCR0 = 0x07; // count with cpu clock/1024 // 실습) TCCR0를 변화하면서 발생하는 주기를 측정한다. TIMSK = 0x01; // enable TCNT0 overflow #asm("sei"); while (1) { }; }
20062006-0404-03
-1111-
Embedded AVR Programming
1-7 Timer0 오버플로워 인터럽트 실습 2 ☞ 포트 B의 4번핀에 LED를 연결하여 500ms마다 토글 형식의 신호를 출력하는 프로그램 #include <mega128.h> #include <delay.h>
void main(void) { DDRB = 0x10;
// 포트 B를 출력으로 설정
unsigned int timecount = 0; // global time counter // timer 0 overflow ISR interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void) { TCNT0 = 6; // reload for 1ms ticks if(++timecount == 500) { PORTB.4 = ~PORTB.4; // toggle PORTB.4 //PORTB = PORTB ^ 0x10; // toggle PORTB.4 timecount = 0; // clear for next 500ms } }
20062006-0404-03
TCNT0 = 0x00; // reset TCNT0 TCCR0 = 0x04; // count with cpu clock/64 (64/16MHz=4ms) TIMSK = 0x01; // enable TCNT0 overflow #asm("sei"); while (1) ; // do nothing }
-1212-
Embedded AVR Programming
ATMEGA128 타이머/카운터0
1. 2. 3.
20062006-0404-03
-2-
타이머/카운터의 개요 타이머/카운터 0 타이머/카운터 0 실습
Embedded AVR Programming
1-1 타이머/카운터의 개요 ⊙ ATmega128은 4개의 타이머/카운터를 구성 - 타이머/카운터0, 2 는 8비트 구조이며 타이머/카운터1, 3은 16비트 구조 ⊙ 타이머/카운터0는 32.768kHz를 사용하는 TOSC1, TOSC2단자를 가지며 RTC의 기능 가짐 ⊙ 타이머/카운터0는 내부클럭 혹은 외부클럭을 사용시 프리스케일러의 적용 ⊙ 타이머/카운터1~3은 내부 클럭을 사용하는 타이머에 대해서 프리스케일러가 동작 ⊙ 모두 인터럽트 및 PWM 출력 기능을 가짐 - 오버플로우 인터럽트(overflow interrupt) : 카운터의 값이 오버플로우되는 경우 발생 - 출력비교 인터럽트(output compare match interrupt) : 카운터 값이 출력비교 레지스터의 값과 같게 되는 순간에 발생 - 입력캡쳐 인터럽트(input capture interrupt) - PWM : 출력비교 기능을 이용하여 출력비교 신호에 주기와 듀티비를 가변할 수 있는 출력 신호를 발생(OC0, OC1A/OC1B/OC1C, OC2, OC3A/OC3B/OC3C)
20062006-0404-03
-3-
Embedded AVR Programming
1-2 타이머/카운터 0 ⊙ 0에서 255까지 셀 수 있는 8비트 타이머/카운터 ⊙ 타이머로 사용될 때는 내부 클럭을 분주하여 이용 ⊙ 외부에 32.768kHz 클럭을 TOSC1, TOSC2단자에 연결하여 RTC를 구현 ⊙ 8비트 PWM 신호를 만들어서 포트로 출력
20062006-0404-03
-4-
Embedded AVR Programming
1-2 타이머/카운터 0 ⊙ 타이머/카운터0 제어 레지스터(TCCR0) : 타이머/카운터0의 동작 모드를 설정하고 프리스케일러의 분주비를 설정 BIT
7
6
5
4
3
2
1
0
$33($53)
FOC0
WGM00
COM01
COM00
WGM01
CS02
CS01
CS00
Value
0
0
0
0
0
0
0
0
- FOC0(Force Output Compare) : 1로 설정시 강제로 즉시 OC0 단자에 출력비교가 매치 된 것과 같은 출력을 내보냄, 출력신호의 동작은 COM01~00 비트에 의해 결정 - CS02 ~ CS00 : PRESCALER 설정
20062006-0404-03
클럭 소스의 기능
CS02
CS01
CS00
0
0
0
클럭 입력을 차단(타이머/카운터0의 기능이 정지됨)
0
0
1
clkTOS / 1
0
1
0
clkTOS / 8
0
1
1
clkTOS / 32
1
0
0
clkTOS / 64
1
0
1
clkTOS / 128
1
1
0
clkTOS / 256
1
1
1
clkTOS / 1024 -5-
Embedded AVR Programming
1-2 타이머/카운터 0 ⊙ 타이머/카운터0 제어 레지스터(TCCR0) - WGM00 ~ WGM01 : Waveform Generation Mode로써 카운터의 동작순서를 설정하여 어떤 파형을 발생하는지를 결정 1) Normal Mode : 타이머 카운터가 255까지 세고 난 뒤 인터럽트를 발생 2) CTC(Clear Timer on Compare match) Mode : 최대로 세는 수를 변화시킴 즉, 255까지 다 세지 않고 100까지만 세고 인터럽트를 발생시키게 한다든가 하는 것 3) Fast PWM Mode : 255까지 다 세기 전에 인터럽트를 발생시키게 할 수 있음 즉, 255다 세기 전에 한번 255다 센 후에 한번..이렇게 인터럽트가 두 번 발생 가능 4) PCPWM(Phase Correct Pulse Width Modulation) Mode : PWM 과 유사하나 255~0으로 숫자가 줄어들면서 셈
20062006-0404-03
모드
WGM01 (옛 CTC0)
WGM00 (옛 PWM0)
동작모드
TOP
OCR0 레지스터 의 업데이트 시점
TOV0 플래그의 셋트 시점
0
0
0
Normal
0xFF
설정 즉시
MAX
1
0
1
Phase Correct PWM
0xFF
TOP
BOTTOM
2
1
0
CTC
OCR0
설정 즉시
MAX
3
1
1
Past PWM
0xFF
TOP
MAX
-6-
Embedded AVR Programming
1-2 타이머/카운터 0 ⊙ 타이머/카운터0 제어 레지스터(TCCR0) - COM01 ~ 00 : Compare Match Output Mode로서 OC0 단자에 출력 비교 매치
20062006-0404-03
-7-
Embedded AVR Programming
1-2 타이머/카운터 0 ⊙ 타이머/카운터0 레지스터 (TCNT0) : 타이머/카운터0의 8비트 카운터값을 저장 BIT
7
6
5
4
$32($52) Value
3
2
1
0
0
0
0
TCNT0[7..0] 0
0
0
0
0
⊙ 타이머/카운터0 출력비교 레지스터(OCR0) : TCNT0 값과 비교하여 OC0 단자에 출력신호를 발생하기 위한 8비트 값을 저장 BIT
7
6
5
4
$31($51) Value
3
2
1
0
0
0
0
OCR0[7..0] 0
0
0
0
0
⊙ 비동기 상태 레지스터 (ASSR) : 타이머/카운터0 이 외부 클럭에 의하여 비동기 모드로 동작하는 경우 관련된 기능을 수행 BIT
7
6
5
4
3
2
1
0
$30($50)
-
-
-
-
AS0
TCN0UB
OCR0UB
TCR0UB
Value
0
0
0
0
0
0
0
0
AS = 0 , 동기모드 (내부클럭 사용) AS = 1, 비동기모드 (외부클럭 사용) 20062006-0404-03
-8-
Embedded AVR Programming
1-2 타이머/카운터 0 ⊙ 특수 기능 I/O 레지스터 (SFIOR) : 타이머/카운터들을 동기화 하는데 관련된 기능 BIT
7
6
5
4
3
2
1
0
$32($52)
TSM
-
-
-
ACME
PUD
PSR0
PSR321
Value
0
0
0
0
0
0
0
0
TSM : 모든 타이머/카운터들을 동기화시키는 기능수행 ⊙ 타이머/카운터 인터럽트 마스크 레지스터 (TIMSK) BIT
7
6
5
4
3
2
1
0
$37($57)
OCIE2
TOIE2
TICIE1
OCIE1A
OCIE1B
TOIE1
OCIE0
TOIE0
Value
0
0
0
0
0
0
0
0
OCIE0 : Timer/Counter0 Output Compare Match Interrupt Enable 로서 이 값이 1로 설정되고 상태 레지스터 SREG 에서 I=1로 설정시 작동되며 이때 TIFR의 OCF0 비트가 1로 되면 이 인터럽트가 처리 TOIE0 : Timer/Counter0 Overflow Interrupt Enable로 이 값이 1로 셋 되고 SREG I =1 일 때, TIFR의 TOV0비트가 1로 되면 이 인터럽트가 처리
20062006-0404-03
-9-
Embedded AVR Programming
1-2 타이머/카운터 0 ⊙ 타이머/카운터 인터럽트 플래그 레지스터 (TIFR) BIT
7
6
5
4
3
2
1
0
$36($56)
OCF2
TOV2
ICF1
OCF1A
OCF1B
TOV1
OCF0
TOV0
Value
0
0
0
0
0
0
0
0
⊙ 인터럽트 주기 공식 Interrupt Cycle = (Prescale Ratio/Clock) * (256-TCLK0) 인터럽트 주기 = (프리스케일러비/클럭)*(256-TCLK0레지스터값) 예)프리스케일러비 256, 클럭 16MHz, TCLK0는 56 (256/16*10^6)*(256-56) = 3.2ms
20062006-0404-03
-1010-
Embedded AVR Programming
1-3 Timer0 오버플로워 인터럽트 실습 1 ☞ 포트 B의 4번핀에 LED를 연결하여 토글 형식의 신호를 출력하는 프로그램 #include <mega128.h> #include <delay.h> // timer 0 overflow ISR interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void) { TCNT0 = 0x00; // reset TCNT0 PORTB.4 = ~PORTB.4; } void main(void) { DDRB = 0x10;
// 포트 B를 출력으로 설정
TCNT0 = 0x00; // reset TCNT0 TCCR0 = 0x07; // count with cpu clock/1024 // 실습) TCCR0를 변화하면서 발생하는 주기를 측정한다. TIMSK = 0x01; // enable TCNT0 overflow #asm("sei"); while (1) { }; }
20062006-0404-03
-1111-
Embedded AVR Programming
1-7 Timer0 오버플로워 인터럽트 실습 2 ☞ 포트 B의 4번핀에 LED를 연결하여 500ms마다 토글 형식의 신호를 출력하는 프로그램 #include <mega128.h> #include <delay.h>
void main(void) { DDRB = 0x10;
// 포트 B를 출력으로 설정
unsigned int timecount = 0; // global time counter // timer 0 overflow ISR interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void) { TCNT0 = 6; // reload for 1ms ticks if(++timecount == 500) { PORTB.4 = ~PORTB.4; // toggle PORTB.4 //PORTB = PORTB ^ 0x10; // toggle PORTB.4 timecount = 0; // clear for next 500ms } }
20062006-0404-03
TCNT0 = 0x00; // reset TCNT0 TCCR0 = 0x04; // count with cpu clock/64 (64/16MHz=4ms) TIMSK = 0x01; // enable TCNT0 overflow #asm("sei"); while (1) ; // do nothing }
-1212-
