Diapos les timers

Les Timers
1
Principe de fonctionnement
●
●
Rôle : Réaliser une temporisation
Élément essentiel : Compteur qui s'incrémente
à chaque front montant du signal qui lui est
appliqué :
2
Principe de fonctionnement
●
Lorsque le compteur dépasse la valeur
maximale qu'il peut contenir (par exemple : 256
pour un compteur sur 8 bits), un drapeau (flag
en anglais) se lève.
253
254
255
0
3
Principe de fonctionnement
●
●
Ce drapeau a pour but d'indiquer au
programme que le compteur a débordé (c'est
à dire qu'il a ”fini” de compter).
De la même manière que pour la boîte aux
lettres, c'est au programme de rebaisser le
drapeau pour recommencer un cycle de
comptage (ça ne se fait pas tout seul !).
Ré-initialisation du drapeau
4
Méthodes de configuration
●
●
Un Timer doit pouvoir compter un temps défini
par le programme (par exemple 1ms, 10ms,
50ms, etc).
Pour cela, 2 paramètres peuvent être modifiés :

La fréquence du signal appliqué au compteur


Le compteur s'incrémentera ainsi plus ou moins vite.
Le nombre d'impulsions à compter

Le drapeau se lève toujours lorsqu'il y a débordement,
on peut donc faire partir le compteur d'une valeur
non nulle pour réduire le temps de comptage.
5
Méthodes de configuration
●
Modification de la fréquence du signal appliqué
au compteur : le pré-diviseur (prescaler en
anglais)

Exemple : pour compter 4 fois moins vite
6
Méthodes de configuration
●
Modification du nombre d'impulsions à compter



Si le compteur démarre à 0, il mettra beaucoup
de temps à atteindre sa valeur maximale.
Pour réduire le temps de comptage, on peut
donc charger une valeur initiale non nulle
dans le compteur.
Exemple : Valeur initiale égale à 250
Chargement du compteur à une valeur initiale de 250
250
251
252
253
254
255
0
→ 6 impulsions
7
Les Timers du PIC 16F887
●
●
Composition générale d'un Timer sur un
microcontrôleur PIC :
Calcul du temps mis par le Timer pour faire
lever son drapeau :
T =T quartz × Valeur du pré-compteur fixe × Valeur du pré-compteur réglable × Nombre d'impulsions à compter
8
Les Timers du PIC 16F887
●
Les Timers sont internes au microcontrôleur.
●
Le 16F887 en compte 3 :
–
Timer0 et Timer2 sur 8 bits
–
Timer1 sur 16 bits
9
Le Timer0 du 16F887
●
Composition du Timer0


Le pré-diviseur peut prendre une valeur parmi la
liste suivante : 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 ou
256
La valeur initiale peut prendre n'importe quelle
valeur entière comprise entre 0 et 255.
10
Le Timer0 du 16F887
●
Calcul du temps maximum :
–
Pour que le drapeau se lève le plus tard possible, il faut
que la fréquence du signal appliqué au compteur soit
la plus faible possible. Il faut donc configurer le
pré-diviseur le plus grand : 256
–
Il faut également faire démarrer le compteur avec la
valeur la plus petite possible pour qu'il compte le
nombre d'impulsion le plus grand : valeur initiale = 0
T MAX =T quartz × Valeur du pré-compteur fixe × Valeur du pré-compteur réglable max × Nombre d'impulsions à compter max
T MAX =
1
× 4×256×( 256−0)=65,536 ms
6
4.10
11
Le Timer0 du 16F887
●
Calcul d'un temps de 10 ms :
−3
T =10.10 =
soit
1
× 4× X ×Y
6
4.10
X ×Y =10000
Pré-diviseur = 64
Valeur à compter = 156
Soit valeur initiale = 100
64×156= 9984
128×78= 9984
256× 39=9984
X = valeur du pré-compteur
avec
Y = valeur à compter= 256 - valeur initiale
X
Y
Y arrondi
Valeur initiale
(256 – Y arrondi)
1
10 000
Impossible
2
5 000
Impossible
4
2 500
Impossible
8
1 250
Impossible
16
625
Impossible
32
312,5
Impossible
64
156,25
156
256 – 156 = 100
128
78 ,125
78
256 – 78 = 178
256
39,0625
39
256 – 39 = 217
12
Le Timer0 du 16F887
13
Le Timer0 du 16F887
●
Registre de configuration du Timer0 : OPTION_REG
/RBPU
INTEDG
T0CS
T0SE
PSA
PS2
PS1
PS0
?
?
?
?
?
?
?
?
14
Le Timer0 du 16F887
●
Registre de configuration du Timer0 : OPTION_REG
/RBPU
INTEDG
T0CS
T0SE
PSA
PS2
PS1
PS0
X (1)
X (0)
0
X (0)
0
1
0
1
Pré-diviseur = 64
Si pré-diviseur ≠ 1:1 alors PSA = 0
15
Le Timer0 du 16F887
●
Registres associés au Timer0 :


TMR0 : c'est le registre de comptage. C'est donc dans ce registre que nous
allons rentrer la valeur de départ de notre compteur.
INTCON seuls les bits 7, 6, 5 et 2 sont utiles pour le Timer 0 (ce sont les seuls
non grisés). Dans ce chapitre, nous ne nous intéresserons qu'au bit 2 appelé
T0IF et qui correspond au flag permettant de tester la fin du comptage. Les
bits 7, 6 et 5 seront vus lors du chapitre sur les interruptions.

OPTION_REG : Nous venons de le voir ...
16
Le Timer0 du 16F887
●
Exemple de programme :
void tempo_timer0 ( void ); // tempo de 10ms avec le timer0
void init ( void ); // initialisation des périphériques
void main ( void )
{
init(); // initialisation des périphériques
}
while ( 1 )
// boucle infinie
{
PORTB.1 = !PORTB.1; // on change l'état de RB1
tempo_timer0();
// tempo de 10 ms
}
void tempo_timer0 ( void ) // tempo de 10ms avec le timer0
{
TMR0 = 100;
// initialisation du registre de comptage
T0IF = 0;
// initialisation du drapeau lié au timer0
while ( T0IF == 0 ); // attente de la levée du drapeau
}
void init ( void ) // initialisation des périphériques
{
TRISB.1 = 0; // RB1 configuré en sortie
OPTION_REG = 0x85; // configuration du timer0 : pré-diviseur à 64
}
17
Le Timer0 du 16F887
Attention ! : Que se passe-t-il si on ne recharge
pas le registre de comptage (TMR0) à chaque
début de temporisation ? Par exemple :
●
void tempo_timer0 ( void )
{
}
// tempo de 10ms avec le timer0
T0IF = 0;
// initialisation du drapeau lié au timer0
while ( T0IF == 0 ); // attente de la levée du drapeau
void init ( void ) // initialisation des périphériques
{
TRISB.1 = 0; // RB1 configuré en sortie
OPTION_REG = 0x85; // configuration du timer0 : pré-diviseur à 64
TMR0 = 100;
// initialisation du registre de comptage
}
À ne pas faire en TP !
(c'est pour illustrer ce
qu'il ne faut pas faire ...)
La 1ère tempo est correcte
mais toutes les autres comptent
de 0 à 255 au lieu de 100 à 255
… faites donc attention à cela !
18
Le Timer0 du 16F887
●
Exercice 1 : Temporisation de 1 ms avec le timer 0.
–
Question 1 : Quels sont les registres du TIMER0 qu'il
est nécessaire de configurer ?
–
Question 2 : Calculer les valeurs du prescaler et du
compteur nécessaire pour obtenir une temporisation
de 1 ms.
–
Question 3 : Donner la configuration des registres du
TIMER0.
–
Question 4 :
Ecrivez la fonction void Tempo_Timer0_1ms (void) qui
permet d'utiliser le Timer 0.
19
Le Timer0 du 16F887
●
Exercice 2 : Temporisation de 8 ms avec le timer 0.
–
Question 1 : Re-calculer les valeurs du prescaler et du
compteur nécessaires pour obtenir cette fois une
temporisation de 8 ms.
–
Question 2 : Donner la configuration des registres du
TIMER0.
20
Le Timer0 du 16F887
●
Exercice 3 : Temporisations variables avec le timer 0.




La temporisation maximale avec le Timer 0 est de 65
536 μs. Pour réaliser des temporisations plus
longues nous allons faire des boucles.
Pour cela, nous allons écrire une fonction appelée
TempoX10 qui lance X fois une temporisation de 10
ms. X sera une valeur passée en paramètre.
Par exemple, pour faire une temporisation de 1,5s,
nous écrierons tempoX10(150).
Question : Écrire la fonction void tempoX10('X') en
n'oubliant pas de configurer correctement le passage
de paramètre qui lancera X fois une temporisation de
10ms.
21
Le Timer2 du 16F887
●
●
Il est légèrement différent du Timer 0 puisque le
début de comptage est en principe 0x00 et que la fin
de comptage est la valeur à entrer.
Il possède comme le Timer 0 un pré-compteur fixe et
un pré-compteur variable (3 valeurs possibles : 1, 4
et 16). C'est aussi un compteur 8 bits.
22
Le Timer2 du 16F887
●
Calcul de la durée de comptage
T MAX =T quartz × Valeur du pré-compteur fixe × Valeur du pré-compteur réglable max × (Valeur définie + 1)
●
Durée de comptage max :
T MAX =
1
×4×16×256=4,096 ms
6
4.10
23
Le Timer2 du 16F887
●
Originalité de ce Timer :

Le flag ne se lève pas systématiquement à
chaque fin de comptage.
Existance d'un post-compteur.
 Ce post-compteur peut prendre chaque
valeur entière entre 1 et 16.
Exemple pour un post-compteur de 4 :


24
Le Timer2 du 16F887
●
La temporisation max de ce Timer est donc :
TMAX = 16 * 4,096 ms soit 65,536 ms
●
La formule permettant de calculer la durée de la
temporisation est donc :
T =Valeur du post-compteur×
1
F quartz
×4×Valeur du pré-compteur réglable×(Valeur définie + 1)
25
Le Timer2 du 16F887
26
Le Timer2 du 16F887
27
Le Timer2 du 16F887
Attention, en TP : pour choisir un prescaler de 16,
mettez T2CKPS<1:0> = 10, sinon un bug de
MPLABSIM vous donnera des résultats inchohérents
28
Le Timer2 du 16F887
void tempo_timer2 ( void ); // tempo avec le timer2
void init ( void ); // initialisation des périphériques
void tempo_timer2 ( void ); // tempo avec le timer2
void init ( void ); // initialisation des périphériques
void main ( void )
{
init();
// initialisation des périphériques
void main ( void )
{
init();
// initialisation des périphériques
while ( 1 )
// boucle infinie
{
PORTB.1 = !PORTB.1; // on change l'état de RB1
tempo_timer2();
// tempo de 50 ms
}
while ( 1 )
// boucle infinie
{
PORTB.1 = !PORTB.1; // on change l'état de RB1
tempo_timer2();
// tempo de 50 ms
}
}
}
void tempo_timer2 ( void ) // tempo de 50ms avec le
timer2
{
PR2 = 239;
// Valeur définie de fin de comptage
T2CON = 0x66; // configuration du timer2
TMR2IF = 0;
// initialisation du drapeau lié au timer2
while ( TMR2IF == 0 ); // attente de la levée du drapeau
}
void tempo_timer2 ( void ) // tempo avec le timer2
{
TMR2IF = 0;
// initialisation du drapeau lié au timer2
while ( TMR2IF == 0 ); // attente de la levée du drapeau
}
void init ( void ) // initialisation des périphériques
{
TRISB.1 = 0; // RB1 configuré en sortie
}
void init ( void ) // initialisation des périphériques
{
TRISB.1 = 0; // RB1 configuré en sortie
PR2 = 239;
// Valeur définie de fin de comptage
T2CON = 0x66; // configuration du timer2
}
Ces 2 programmes fonctionnent … mais la solution de droite est plus intelligente
29
Le Timer1 du 16F887
●
Particularités de ce Timer 1 :



Principe de fonctionnement similaire au Timer0
Le pré-compteur ne peut prendre que quatre
valeurs : 1, 2, 4 ou 8.
Le compteur est un compteur 16 bits :

Registre de comptage composé de deux
registres de 8 bits : TMR1H et TMR1L
30
Fonctions particulières des Timers
●
Les Timers 0 et 1 peuvent être utilisés en compteur d’événements
extérieurs.

Exemples :


●
Compteur de pièces dans une machine industrielle
Affichage de la vitesse d’un véhicule
Timer 0 :

Signal à appliquer sur la broche RA4/T0CKl
(Il faut bien sûr penser à mettre la ligne
RA4 en entrée avec TRISA.4)
Bit T0CS à mettre à 1
31
Timer 0 en compteur d'évènements
●
●
T0SE = 0 : les fronts montants attaquant le Timer0
correspondent aux fronts montants de RA4 / T0CKI
T0SE = 1 : les fronts montants attaquant le Timer0
correspondent aux fronts descendants de RA4 / T0CKI
32
Timer 1 en compteur d'évènements
●
La broche du PIC associée au Timer 1 est la ligne RC0/T1OSO/T13CKI :
La ligne RC1 / T1OSI est aussi associée au Timer 1, mais ne joue pas
de rôle dans le comptage d'événements extérieurs.
Compte tenu de la remarque ci-dessus, il faut déconnecter la ligne
RC1 / T1OSI en invalidant la porte logique inverseuse.
bit T1OSCEN = 0
33
Timer 1 associé à un quartz
●
●
●
Il est possible de connecter un quartz sur le Timer 1 et de compter les
impulsions de celui-ci pour générer des temps plus précis comme par
exemple pour créer une horloge de secondes, minutes, heures ou un
chronomètre.
Très utile pour gérer le mode sommeil du micro-controleur.
En général, on prend un quartz dit d'”horloger” de 32768 Hz (on divise
ensuite par 215 pour avoir 1s)
T1OSCEN = 1
34