PIC のタイマはどんなもの 5 PIC のタイマは どんなもの 分でわかるタイマ 神崎 康宏 マイコンには周辺モジュールがたくさん搭載されています． みんなが使うのがタイマです． 1 タイマ 0 の構成 PIC には最低「タイマ 0」の 8 ビット・タイマ た後，そのままカウント・アップの動作を続けて が内蔵されています．よく利用される PIC の多く います． は，それに加えてタイマ 1 （16 ビット） ，タイマ 2 （8 ● タイマ 0 で時間待ちする ビット）の合計三つを内蔵していることもありま タイマ 0 を使用したシンプルな時間待ちのプロ す． グラムは，次のような設定をします． タイマ 0 のカウンタのしくみの部分を図 1 に示 ① OPTION レジスタのカウンタのクロックに， します． 「システム・クロック」もしくは「外部 3 3 3 のクロック・パルス」を数えるという動作をしま 内部のシステム・クロックを選択 ② タイマ 0 レジスタにカウント・アップする初 す．カウンタに初期値を書き込むと，その値から 期値を W レジスタにセットする 255 まで CPU の動作とは別にカウント・アップ ③ オーバフロー・ビットをクリアする し，256 でオーバフロー・ビットを ON （=1）にし ④ W レジスタにセットした値をタイマ 0 レジス て，カウンタはゼロ・クリア （0 に戻る） されます． したがって，タイマのカウントは，初期値の書き 込みからオーバフロー・ビットが ON になるまで タにセット ⑤ INTCON レ ジ ス タ の タ イ マ 0 の オ ー バ フ ロ ー・ビットをチェックし，フラグが ON にな ると計数が完了する が「設定時間」になります．カウンタは 0 に戻っ パルスが一つ入力するごとに カウンタの値が一つ増す 0 1 P I Cのシステム・ クロックを，カ ウンタの入力ク ロックとする INTCONレジスタのT0IFビットが， ‘1’ のとき…オーバフローあり ‘0’ のとき…オーバフローなし 2 3 255 システム・クロック 1 の のパルスが入力 4 される 外部からの パルス 255＋1でオーバフローのビットが ONになり，カウンタは0になる 付加 回路 どちらか選択できる マイコンの外からのパルスを カウンタへの入力パルスとし て利用できることができる TMR0 255からカウントしたい値を 引いた値をTMR0にセットし， カウントを開始する これはOPTIONレジスタのT0CSビットの値で選定する． T0CS… ‘0’ …内部クロック T0CS… ‘1’ …外部クロック 図 1 タイマ 0 （TMR0） のカウンタのしくみ 33 5 分でわかるタイマ タイマ0の設定は，基本的に はリセット後のデフォルト の設定値を使用する 8MHzのシステム・ クロックの場合， （1/8MHz） ×4 ×4 ＝ （0.125μs） ＝0.5μsのパルス 入力となる この期間が計測時間 リスト 1 タイマ0の処理 プログラム bcf OPTION_REG,T0CS movlw bcf movwf btfss goto repl D'256'-D'100' INTCON,T0IF TMR0 INTCON,T0IF rep1 ② D'256'-D'100'は10 進数で256-100 の引き 算を示す．カウントアッ プする数を引く数にセッ トする ④ ⑤ ③ INTCON割り込みレジス タのオーバフロー・フラ グをクリア 100カウントしているので，50μs の待ち時間が設定できる 以上の処理を行うプログラムをリスト 1 に示し タイマの使い方，わかりましたか？ タイマは，マ イコンのプログラムとは無関係に，クロック・パル スを数えるという動作をしています．しかし，これ では，あっという間にオーバフローをしてしまって， 長い時間を測れないですね． ます．このプログラムを計時が必要な場所に配置 し，初期値を書き込み，オーバフロー・ビットが ON になるまでが計測時間ということになります． 2 ① システム・クロックを 使用するためにクリア プリスケーラを使用すると，より広い範囲の対応ができる タイマ 0 は図 2 に示すように，8 ビットのプリ プリスケーラは電源が入ったときやリセット直後 スケーラが内蔵されています．このプリスケーラ のデフォルトの設定値では，ウォッチドッグ・タ は，分周器とも呼ばれ，入力のパルスに対して割 イマ（WDT）で利用されています．そのためプリ り算をします． スケーラを利用するためには，OPTION レジス タの PSA ビットを‘0’，そして PS2，PS1，PS0 タイマ 0 の場合，これらタイマ 0 の使い方を決 める設定は OPTION レジスタで行います．この 内部クロックとしてはシステ ム・クロック/4のクロックがこ こに加わる デバイスによっ て割り当てられ るピン番号が異 なる タイマ0 111 WDT 1：2 1：1 1：4 1：2 1：256 1：128 0 8ビットの読み 書き可能なレジ スタ．計数結果 が示される 1 T0CKI ピン 8ビット 1 プログラマブル・ プリスケーラ 内部クロックと 同期を取る 0 T0SE T0CS 図 2 PIC のタイマ 0 の内部ブロック図 PS2, PS1, PS0 PSA OPTION_REG レジスタの制御 ビット TMR0 PSout （2サイクル遅延） 3 入力クロックのエッジ選択． ‘1’：入力が“H” から “L” でインクリメント ‘0’：入力が“L” から “H” でインクリメント 34 PS2, PS1, PS0 000 001 データ・バス FOSC /4 外部クロック は，この端子 より入力 T0CS ソース・クロックの選択 回路．OPTION_REGレ ジスタのT0CSが ‘0 ’ の内 部クロック， ‘1 ’ の外部ク ロック ∼ P I C12F683の場合． 5番ピン （GP2/AN2/ T0CK I / I NT∼） の 3 ビットでプリスケーラの分周比を決めます． プリスケーラ 出力 PSAプリスケーラ割り当てビット ‘1’ ：WDTに割り当て ‘ 0’ ：タイマ0に割り当て リセット後のデフォルト値 レジスタ値がFFから00 にオーバフローするとき に割り込みを発生する． I N T C O N レジスタの T0IFビットをチェック することで，オーバフロ ーを検出できる
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