5.1.Pca микроконтроллера 8051.

Несмотря на бурное развитие микроэлектроники за последнее время, по-прежнему во всем мире остаются популярными микроконтроллеры семейства MCS-51 фирмы Intel. Отличительной чертой последних моделей этих микросхем является наличие у них нового устройства РСА (Programmable Counter Array). Оно обеспечивает большие "временные" возможности по сравнению с обычными счетчиками-таймерами, которые имеются на кристалле, при этом достигается большая точность с меньшими затратами ресурсов ОЭВМ. РСА рекомендуется использовать для измерения таких параметров, как ширина импульса, частота, скважность, а так же для формирования прямоугольных импульсов на внешних выводах микроконтроллера. Это устройство имеется у моделей 80C51FA, 80C51FB, 80С51РС и 80C51GB.

РСА состоит из 16-разрядного таймера-счетчика и пяти 16-разрядных модулей сравнения-захвата (compare-capture), как показано на рисунке.

Рис.10.Таймер РСА

Таймер РСА является базой времени для пяти модулей и единственным таймером, обслуживающим РСА. На его счетный вход могут подаваться следующие сигналы:

• тактовая частота/12,

• тактовая частота/4,

• сигнал переполнения от таймера 0,

• внешний сигнал с контакта ЕС1(Р1.2).

Каждый модуль сравнения-захвата может работать в одном из следующих режимов:

• захват по фронту и/или спаду,

• программируемый таймер;

• скоростной вывод,

• генератор импульсов с заданной скважностью.

Кроме этого, четвертый модуль может работать в режиме сторожевого таймера (watchdog timer). Во время работы модуля в каком-либо режиме может формироваться запрос на прерывание. При этом все пять модулей и сигнал переполнения от РСА таймер-счетчика совместно используют один вектор прерывания. Внешние контакты устройства РСА и параллельного порта 1 совмещены. Контакты, которые не задействованы при работе РСА, могут использоваться для обычного ввода-вывода.

5.2.16-разрядный таймер-счетчик устройства РСА микроконтроллера MCS-51.

16-разрядный таймер-счетчик РСА имеет два регистра СН и CL - старший и младший байты. Запись и чтение этих регистров возможно в любой момент времени. На рисунке представлена структурная схема РСА таймера-счетчика.

Рис.11. Структурная схема РСА таймера-счетчика.

На его могут подаваться следующие сигналы:

• тактовая частота/12 (регистр CL за каждый машинный цикл увеличивает свое значение в момент S5P2, при внешнем резонаторе 16МГц это происходит каждые 750 нс.);

• тактовая частота/4 (регистр CL за каждый машинный цикл увеличивает своезначение в моменты S1P2, S3P2, S5P2, при внешнем резона­торе 16МГц это происходит каждые 250 нс.);

• переполнение от таймера 0 (регистр CL за каждый машинный цикл увеличивает свое значение в момент S5P2 при переполнении таймера 0):

• внешний сигнал(регистр CLпосле обнаружения перепада 1-0 на кон­такте ECI(P1.2) увеличивает свое значение в первый из моментов S1P2, S3P2, S5P2, максимальная частота входного сигнала в этом режиме равна тактовой частоте/8).

СН увеличивает свое значение после двух тактов при переполнении CL.

Для задания режимов работы РСА таймера-счетчика имеются регистр режимов РСА таймера-счетчика (CMOD) и регистр управления РСА таймером-счетчиком (CCON).