Компоненты встроенных систем 1 Таймер

Тема 4 Компоненты встроенных систем 
 
4.1 Таймер
Таймер позволяет производить отсчет временных интервалов заданной
продолжительности. Принцип действия таймера основан на двоичном счет-
чике, с возможностью предварительной записи исходного значения. После 
каждого такта синхросигнала счетчик прибавляет или отнимает единицу от 
имеющегося у него значения. При достижении нуля (то есть при пере-
полнении), счетчик вырабатывает активный уровень на выходе. Как пра-
вило, выходной сигнал таймера заводят на вход запроса прерывания микро-
процессора или контроллера прерываний.
В большинстве современных встроенных систем таймеры используются в
качестве основы для организации системы разделения времени на базе
переключателя задач. В данном случае таймер используется в паре с
механизмом прерываний.
Таймеры-счетчики предназначены для:
• Подсчета временных интервалов (режим таймера);
• Подсчета числа импульсов («внешних событий») на специальном
внешнем входе (режим счетчика).
Режим таймера
Тактирование счетчика выполняется от сигнала внутренней синхрони-
зации процессора Fint. Обычно это частота процессорных циклов форми-
руемая от основного генератора. Подсчет временных интервалов выпол-
няется в периодах сигнала Fint. Предделитель используется для снижения
тактовой частоты, подаваемой на регистр-счетчик. Это позволяет подсчи-
тывать в более длительные интервалы, но увеличивает шаг дискретиза-
ции, а соответственно уменьшает точность. Предделитель может быть с 
фиксированным или программируемым коэффициентом деления. У про-
граммируемых предделителей обычно выбирается коэффициент деления из 
ряда 1, 2, 4, 8, … 

Рис. 4.1 Структурная схема таймера-счетчика
Регистр-счетчик накапливает (считает) значение временного интервала
в единицах входных тактов счетчика (после предделителя). Разрядность
регистра-счетчика определяет разрядность всего таймера-счетчика. Постде-
литель встречается достаточно редко (PICmicro) и служит для увеличения 
периода установки флага переполнения TF. Обычно постделитель – это до-
полнительные разряды регистра-счетчика недоступные по чтению-записи.
Постделитель обычно программируемый на разные коэффициенты
деления как и предделитель. TF – флаг переполнения таймера. Устанавли-
вается при переходе всех разрядов регистра счетчика-постделителя из 1 в 
0. Обычно используется для указания окончания временного интервала.
По нему может вырабатываться запрос прерывания.
От флага TF идет цепь обратной связи, задающая режим работы таймера:
1. Однократный счет: после переполнения в регистр-счетчик загружается
значение 0 и счет останавливается. Запуск следующего цикла –
специальной командой из программы;
2. Циклический счет с полным циклом: после переполнения в регистр- 
счетчик загружается значение 0 и счет начинается снова. Полный цикл
счета таймера будет 2k тактов, где k – разрядность счетчик + постдели-
тель.
3. Циклический счет с автоперезагрузкой: после переполнения в регистр
счетчик загружается значение из регистра перезагрузки. Таким образом
счет можно начинать не с 0 и уменьшается (программируется)

длительность цикла таймера.
Во многих процессорах имеется специальный вывод INgate, который
выполняет функцию разрешения счета внешним сигналом. С помощью
этого механизма легко подсчитывать длительность временного интервала,
определяемого длительностью импульса на входе INgate.