17 Con el chorro de agua pequeño, la cubeta se llena en 10 minutos

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1 17 Con el chorro de agua pequeño, la cubeta se llena en 10 minutos Cuál será el valor de precarga necesario para que este sistema nos indique que ha transcurrido un tiempo de 6 minutos? Seria depositar en la cubeta 4/10 de su capacidad. Si se ha entendido el funcionamiento de este sistema, se entenderá fácilmente el funcionamiento típico de los timers. La familia a la que pertenece el PIC18F4550 incluye los timers: Timer Número de bits Temporizador/contador 0 8 ó 16 Temporizador/contador 1 16 Timer2 8 Temporizador/contador 3 16 Temporizador/Contador 0 Este periférico puede funcionar como timer, teniendo como base de tiempo, el ciclo interno de ejecución de instrucciones Fosc/4, pero también puede funcionar como contador, contando los impulsos que le llegan por el pin RA4 en su función alterna T0CKI (Timer 0 Clock Input). Este periférico puede funcionar en dos modalidades: 8 y 16 bits En la figura siguiente, se muestra el diagrama de bloques del timer 0 en modo de 8 bits. Como se puede observar, existen multiplexores para seleccionar mediante sus bits de selección (los cuales 37

2 son bits de control del timer) su funcionamiento, esto se logra con el bit TOCS (Timer 0 Clock Select) de tal manera que: TOCS Configuración 0 Selecciona como señal de sincronía el ciclo interno de instrucción Fosc/4 es decir, funciona como timer 1 Selecciona como señal de sincronía los flancos provenientes del pin RA4/T0CK1, funcionando entonces como contador externo El bit TOSE (Timer 0 Select Edge) selecciona el flanco con el que se incrementará el registro TMR0L TOSE Flanco activo para incrementar TMR0L 0 Ascendente 1 Descendente 18 Diagrama de bloques del Timer contador 0 en modo de 8 bits Como podemos observar en la figura se puede seleccionar un pre divisor (prescaler) programable, la selección de este pre divisor se selecciona con el bit PSA PSA Prescaler 0 Asignado 1 No asignado El pre divisor sirve para incrementar la capacidad del timer, si no está asignado, el timer se incrementará cada vez que reciba un flanco, ó con cada ciclo de instrucción, según se halla programado como contador o temporizador, respectivamente. Este divisor se puede programar con los bits T0PS (Timer 0 Preescaler Select) de acuerdo a como lo indica la siguiente tabla: T0PS2 T0PS1 T0PS0 Valor del Prescaler

3 Estos bits de configuración que hemos descrito, están en el registro de control del timer0, llamado T0CON: R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 TMR0ON T08BIT TOCS TOSE PSA T0PS2 T0PS1 T0PS0 Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 Como podemos ver en la tabla anterior, el renglón superior indica el valor de los bits después de un reset, R/W indica que los bits son de lectura/escritura, el renglón inferior indica el número de bit. Ya explicamos el funcionamiento de cada bit, solamente faltaron los bits 7 y 6, los cuales tienen la función: TMR0ON Función 0 Timer 0 Apagado 1 Timer 0 Encendido T08BIT Función 0 Timer/Contador 0 de 16 bits 1 Timer/Contador 0 de 8 bits En la siguiente figura se muestra el diagrama de bloques del temporizador/ contador 0, en modalidad de 16 bits. Como podemos apreciar en la figura, la diferencia es que se tienen dos registros de 8 bits, TMR0L y TMR0H, para formar un temporizador/ contador de 16 bits. 39

4 19 Diagrama de bloques del temporizador/contador 0 en modo 16 bits Ahora, recordando nuestro sistema de la cubeta, mostrado en las figuras 5 y 6, podemos hacer una analogía entre él y el timer: El prescaler viene siendo la llave, ya que con ella se regula el chorro de agua, y consecuentemente el tiempo en que tardará en desparramarse El registro del timer, es equivalente a la capacidad del recipiente, por ejemplo para el modo de 16 bits, ya no hablaríamos de una cubeta, sino tal vez de un tonel La cantidad de agua que se deposita previamente en la cubeta, para generar intervalos de tiempo más pequeños, funciona exactamente de la misma manera que el valor de precarga del timer La interrupción se genera al desbordarse el timer, de la misma manera que nosotros tenemos que suspender lo que hacemos, cuando escuchamos que se empieza a desparramar el agua, y corremos a cerrar la llave de agua. Para los PICS, podemos usar una expresión para calcular el valor de precarga necesario: Temporización=4.Tosc.valor_prescaler.valor_del_timer (1) En donde Tosc es el valor del periodo del oscilador principal del microcontrolador De tal manera que: Valor_del_timer=Temporización/(4.Tosc.valor_prescaler) (2) Debemos de tomar en cuenta, que este valor obtenido en la expresión 2, tenemos que restarlo del máximo valor del timer (de la misma manera que restábamos la cantidad de agua de la capacidad total de la cubeta). De tal manera que: Valor_precarga=máximo valor del timer-valor_del_timer (3) 40

5 O equivalentemente: Valor_precarga= máximo valor del timer-temporización/(4.tosc.valor_prescaler) (4) El máximo valor para un timer de 8 bits es 0xFF +1, ya que se desborda al iniciar nuevamente en cero, en decimal este valor es 256. Para un timer de 16 bits el máximo valor al que puede llegar es 0xFFFF y se desborda en 0xFFFF+1, es decir en decimal. Para saber más, se recomienda revisar en las hojas de datos del fabricante DS39632C: Módulo timer 0 Módulo timer 1 Módulo timer 2 Módulo timer 3 Ejemplo 4 Ahora estamos listos para nuestro siguiente ejemplo, usando el timer 0. Se quiere generar un tiempo de 500 ms, considerando que el oscilador principal funciona a una frecuencia de 4 MHz y un prescaler de 64, sustituyendo estos valores en la ecuación 3 tenemos: Valor_del_timer=500 ms/(4*0.25 µs*64) =500 ms/64 µs = Debido a que solo podemos usar valores enteros, el valor del timer es 7812, y notamos también que debemos de usar el timer de 16 bits, pero recordemos que este valor tenemos que restarlo del valor máximo. Por lo que: Valor_precarga= =57724 Este valor tenemos que cargarlo en los registros TMR0H y TMR0L, por lo que debemos de convertir el valor a hexadecimal, que es 0xE17C. Esto se hará con las instrucciones: movlw 0xE1 movwf TMR0H,0 movlw 0x7c movwf TMR0L,0 ;valor de precarga para 500ms a 4MHz Ejercicios E4.1 a. Considerando un pre divisor de 32 y una frecuencia del oscilador principal de 1 MHz, calcule el valor necesario de precarga del timer 0, para generar un intervalo de tiempo de 100 ms. b. Use el timer 0, para generar una frecuencia de 440 Hz, proponga los valores necesarios del oscilador principal, así como del pre divisor 41

6 Ahora debemos configurar los registros necesarios para activar el timer: T0CON R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 TMR0ON T08BIT TOCS TOSE PSA T0PS2 T0PS1 T0PS0 Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit Este valor binario equivale a 0x95, que debemos cargar en el registro T0CON El valor de precarga 0xE17C se cargará en los registros del timer, por lo tanto 0xE1 debe cargarse en TMR0H y 0x7C en TMR0L Para el funcionamiento óptimo del timer debemos configurar su interrupción, esto se hace en el registro INTCON, habilitando los bits: GIE/GIEH=1, bit de habitación global de interrupciones TMR0IE=1, bit de habilitación de interrupción del timer 0 INTCON R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-x GIE/GIEH PEIE/GIEL TMR0IE INT0IE RBIE TMR0IF INT0IF RBIF Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit Por lo que el valor de configuración para INTCON es , 0xA0 Ejercicios E4.2 Escriba el valor necesario para el registro T0CON para los requerimientos de los ejercicios E4.1 El programa siguiente, es la versión mejorada del contador ascendente, descendente, aquí la duración de cada número exhibido es de exactamente 500 ms. La rutina repite ahora es más eficiente y controlada por el timer 0. Nótese que ahora se configuró el oscilador interno del µc a 4 MHz, de acuerdo a los cálculos realizados. Los cambios con respecto al programa anterior están en rojo. LIST P=18F4550 #include <P18F4550.INC> ;directiva para definir el procesador ;definiciones de variables especificas del procesador 42

7 ;Bits de configuración CONFIG FOSC = INTOSC_XT ;Oscilador INT usado por el uc, XT usado por el USB CONFIG BOR = OFF ;BROWNOUT RESET DESHABILITADO CONFIG PWRT = ON ;PWR UP Timer habilitado CONFIG WDT = OFF ;Temporizador vigia apagado CONFIG MCLRE=OFF ;Reset apagado CONFIG PBADEN=OFF CONFIG LVP = OFF ;Definiciones de variables CBLOCK 0x000 ;ejemplo de definición de variables en RAM de acceso flags ;definimos la dirección 0 como registro de banderas ENDC ;fin del bloque de constantes ORG 0x0000 ; vector de reset bra inicio org 0x08 ;vector de interrupción bra RST0 ;ramifica servicio interrupción T0 org 0x0020 inicio bsf OSCCON,IRCF2,0 ;Inicio del programa principal bsf OSCCON,IRCF1,0 bcf OSCCON,IRCF0,0 ;Oscilador interno a 4 MHz movlw 0x0F movwf ADCON1,0 ;Puertos Digitales clrf PORTD,0 clrf TRISD,0 ;Puerto D Configurado como salida movlw 0x95 movwf T0CON,0 ;timer 16 bits prescalerx64 movlw 0XA0 movwf INTCON,0 ;interrupcion TMR0 habilitada movlw 0xE1 movwf TMR0H,0 movlw 0x7c movwf TMR0L,0 ;valor de precarga para 500ms a 4MHz cero movlw 0xC0 ;código del cero bra nueve uno movlw 0xF9 ;código del uno bra cero dos movlw 0xA4 ;código del dos bra uno tres movlw 0xB0 ;código del tres 43

8 bra dos cuatro movlw 0x99 ;código del cuatro bra tres cinco movlw 0x92 ;código del cinco bra cuatro seis movlw 0x82 ;código del seis bra cinco siete movlw 0xB8 ;código del siete bra seis ocho movlw 0x80 ;código del ocho bra siete nueve movlw 0x98 ;código del nueve bra ocho bra cero repite btfss flags,0,0 bra repite bcf flags,0,0 return RST0 bcf INTCON,TMR0IF,0 ;apagamos bandera timer0 movlw 0xE1 movwf TMR0H,0 movlw 0x7c movwf TMR0L,0 ;valor de precarga para 500ms a 4MHz bsf flags,0,0 retfie END Programa 4: Usando el timer 0 para encender cada dígito del display durante exactamente 500 ms 44