PIND 6 PIND 5 PIND 4 PIND 3 PIND 2 PIND 1
16.2. 概要
16. 16ﾋﾞｯﾄ ﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀ1 16.1. 特徴
● 真の16ﾋﾞｯﾄ設計 (換言すれば16ﾋﾞｯﾄPWMの許容)
● 2つの独立した比較出力部
● 2重緩衝の比較ﾚｼﾞｽﾀ
● 1つの捕獲入力部
● 捕獲入力雑音消去器
● 比較一致でのﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀ解除 (自動再設定)
● ｸﾞﾘｯﾁなしで正しい位相のﾊﾟﾙｽ幅変調器 (PWM)
● 可変PWM周期
● 周波数発生器
● 外部事象計数器
● 4つの独立した割り込み (TOV1, OCF1A, OCF1B, ICF1)
ATmega48A/48PA/88A/88PA/168A/168PA/328/328P [ﾃﾞｰﾀｼｰﾄ] 70 16.2.1. 関係ﾚｼﾞｽﾀ
ﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀ(TCNT1)、比較ﾚｼﾞｽﾀ(OCR1A,OCR1B)、捕獲ﾚｼﾞｽﾀ(ICR1)は全て16ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀです。16ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀをｱｸｾｽするとき、特 別な手順に従わなければなりません。これらの手順は71頁の「16ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀのｱｸｾｽ」項で記述されます。ﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀ1制御ﾚｼﾞｽﾀ (TCCR1A,TCCR1B,TCCR1C)は8ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀで、CPUｱｸｾｽの制限はありません。割り込み要求信号はﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀ1割り込み要求ﾚ ｼﾞｽﾀ(TIFR1)で全て見えます。全ての割り込みはﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀ1割り込み許可ﾚｼﾞｽﾀ(TIMSK1)で個別に遮蔽(禁止)されます。TIFR1と TIMSK1はこの図で示されません。
このﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀは内部的、前置分周器経由、またはT1ﾋﾟﾝの外部ｸﾛｯｸ元によってｸﾛｯｸ駆動されます。ｸﾛｯｸ選択論理部はﾀｲﾏ/ｶｳﾝ ﾀが値を増加(または減少)するのに使用するｸﾛｯｸ元とｴｯｼﾞを制御します。ｸﾛｯｸ元が選択されないとき、ﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀは動きません。ｸ ﾛｯｸ選択論理部からの出力はﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀ ｸﾛｯｸ(
clk
T1)として参照されます。2重緩衝化した比較ﾚｼﾞｽﾀ(OCR1A,OCR1B)はﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀ値と常に比較されます。この比較結果は比較出力(OC1A,OC1B)ﾋﾟﾝで PWMまたは可変周波数出力を生成するための波形生成器によって使用できます。75頁の「比較出力部」をご覧ください。この比較 一致発生は比較出力割り込み要求の発生に使用できる比較一致割り込み要求ﾌﾗｸﾞ(OCF1A,OCF1B)も設定(1)します。
捕獲ﾚｼﾞｽﾀ(ICR1)は捕獲起動(ICP1)ﾋﾟﾝまたはｱﾅﾛｸﾞ比較器出力(153頁の「ｱﾅﾛｸﾞ比較器」参照)のどちらかの外部(ｴｯｼﾞで起動され た)事象でﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀ値を捕獲(複写)できます。捕獲入力部は尖頭雑音を捕らえる機会を軽減するためにﾃﾞｼﾞﾀﾙ濾波器(雑音消去 器)を含みます。
TOP値または最大ﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀ値は、いくつかの動作種別で、OCR1A、ICR1、または一群の固定値のどれかによって定義できます。
PWM動作でTOP値としてOCR1Aを使用すると、OCR1AはPWM出力生成用に使用できません。けれどもこの場合、TOP値は動作中 に変更されるのをTOP値に許す2重緩衝化します。固定的なTOP値が必要とされる場合、ICR1が代わりに使用でき、PWM出力として 使用されるべきOCR1Aを開放します。
16.2.2. 定義
次の定義は本資料を通して広範囲に使用されます。
表16-1. 用語定義
用語 意味
BOTTOM ｶｳﾝﾀが$0000に到達した時。
ｶｳﾝﾀが$FFFF(65535)に到達した時。
MAX
ｶｳﾝﾀがTOP値に到達した時(計数動作での最大値と等しくなった時)。TOP値は固定値($00FF,$01FF,$03FF)、
OCR1A値、ICR1値の何れか1つを指定できます。この指定は動作種別に依存します。
TOP
16.3. 16ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀのｱｸｾｽ
TCNT1,OCR1A,OCR1B,ICR1は8ﾋﾞｯﾄ ﾊﾞｽ経由でAVR CPUによってｱｸｾｽできる16ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀです。この16ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀは2回の読み または書き操作を使用してﾊﾞｲﾄ ｱｸｾｽされなければなりません。16ﾋﾞｯﾄ ﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀは16ﾋﾞｯﾄ ｱｸｾｽの上位ﾊﾞｲﾄの一時保存用に1つ の8ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀを持ちます。16ﾋﾞｯﾄ ﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀ内の全ての16ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀ間で、この同じ一時ﾚｼﾞｽﾀが共用されます。下位ﾊﾞｲﾄ ｱｸｾｽ が16ﾋﾞｯﾄ読み書き動作を起動します。16ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀの下位ﾊﾞｲﾄがCPUによって書かれると、一時ﾚｼﾞｽﾀに保存した上位ﾊﾞｲﾄと書か れた下位ﾊﾞｲﾄは同じｸﾛｯｸ周期で両方が16ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀに複写されます。16ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀの下位ﾊﾞｲﾄがCPUによって読まれると、16ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀの上位ﾊﾞｲﾄは下位ﾊﾞｲﾄが読まれるのと同じｸﾛｯｸ周期で一時ﾚｼﾞｽﾀに複写されます。
全ての16ﾋﾞｯﾄ ｱｸｾｽが上位ﾊﾞｲﾄに対して一時ﾚｼﾞｽﾀを使用する訳ではありません。OCR1AとOCR1Bの16ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀ読み込みは一 時ﾚｼﾞｽﾀの使用に関係しません。
16ﾋﾞｯﾄ書き込みを行うために上位ﾊﾞｲﾄは下位ﾊﾞｲﾄに先立って書かれなければなりません。16ﾋﾞｯﾄ読み込みについては下位ﾊﾞｲﾄが 上位ﾊﾞｲﾄの前に読まれなければなりません。
次のｺｰﾄﾞ例は割り込みが一時ﾚｼﾞｽﾀを更新しないことが前提の16ﾋﾞｯﾄ ﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀ ﾚｼﾞｽﾀのｱｸｾｽ法を示します。OCR1A, OCR1B, ICR1ﾚｼﾞｽﾀのｱｸｾｽに対して同じ原理が直接的に使用できます。C言語を使用するとき、ｺﾝﾊﾟｲﾗが16ﾋﾞｯﾄ ｱｸｾｽを扱うことに注意して ください。
ｱｾﾝﾌﾞﾘ言語ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ例
～ ;
;[16ﾋﾞｯﾄ($01FF)書き込み]
LDI R17,$01 ;$01FFの上位ﾊﾞｲﾄ値取得
LDI R16,$FF ;$01FFの下位ﾊﾞｲﾄ値取得
OUT TCNT1H,R17 ;上位ﾊﾞｲﾄ設定(一時ﾚｼﾞｽﾀ)
OUT TCNT1L,R16 ;下位ﾊﾞｲﾄ設定(一時ﾚｼﾞｽﾀ⇒上位ﾊﾞｲﾄ)
;[16ﾋﾞｯﾄ読み込み]
IN R16,TCNT1L ;下位ﾊﾞｲﾄ取得(上位ﾊﾞｲﾄ⇒一時ﾚｼﾞｽﾀ)
IN R17,TCNT1H ;上位ﾊﾞｲﾄ取得(一時ﾚｼﾞｽﾀ)
～ ;
C言語ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ例 unsigned int i;
～ /* */
TCNT1 = 0x1FF; /* 16ﾋﾞｯﾄ($01FF)書き込み */
i = TCNT1; /* 16ﾋﾞｯﾄ読み込み */
～ /* */
注: 5頁の「ｺｰﾄﾞ例について」をご覧ください。
ｱｾﾝﾌﾞﾘ言語ｺｰﾄﾞ例はR17:R16ﾚｼﾞｽﾀ対にTCNT1値を戻します。
16ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀ ｱｸｾｽが非分断操作であることに注意することが重要です。16ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀをｱｸｾｽする2命令間で割り込みが起き、割り 込みｺｰﾄﾞがその16ﾋﾞｯﾄ ﾀｲﾏ/ｶｳﾝﾀ ﾚｼﾞｽﾀの同じ若しくは他の何れかをｱｸｾｽすることによって一時ﾚｼﾞｽﾀを更新する場合、割り込み 外のその後のｱｸｾｽ結果は不正にされます。従って主ｺｰﾄﾞと割り込みｺｰﾄﾞの両方が一時ﾚｼﾞｽﾀを更新するとき、主ｺｰﾄﾞは16ﾋﾞｯﾄ ｱｸｾ ｽ中の割り込みを禁止しなければなりません。
ATmega48A/48PA/88A/88PA/168A/168PA/328/328P [ﾃﾞｰﾀｼｰﾄ] 72 次のｺｰﾄﾞ例はTCNT1ﾚｼﾞｽﾀ内容の非分断読み込み法を示します。同じ原理を使用することにより、OCR1A,OCR1B,ICR1のどの読 み込みも行えます。
ｱｾﾝﾌﾞﾘ言語ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ例
RD_TCNT1: IN R18,SREG ;現全割り込み許可ﾌﾗｸﾞ(I)を保存
CLI ;全割り込み禁止
IN R16,TCNT1L ;TCNT1下位ﾊﾞｲﾄ取得(上位ﾊﾞｲﾄ⇒一時ﾚｼﾞｽﾀ)
IN R17,TCNT1H ;TCNT1上位ﾊﾞｲﾄ取得(一時ﾚｼﾞｽﾀ)
OUT SREG,R18 ;全割り込み許可ﾌﾗｸﾞ(I)を復帰
RET ;呼び出し元へ復帰
C言語ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ例
unsigned int TIM16_Read_TCNT1(void) {
unsigned char sreg; /* ｽﾃｰﾀｽ ﾚｼﾞｽﾀ一時保存変数定義 */
unsigned int i; /* TCNT1読み出し変数定義 */
sreg = SREG; /* 現全割り込み許可ﾌﾗｸﾞ(I)を保存 */
__disable_interrupt(); /* 全割り込み禁止 */
i = TCNT1; /* TCNT1値を取得 */
SREG = sreg; /* 全割り込み許可ﾌﾗｸﾞ(I)を復帰 */
return i; /* TCNT1値で呼び出し元へ復帰 */
}
注: 5頁の「ｺｰﾄﾞ例について」をご覧ください。
ｱｾﾝﾌﾞﾘ言語ｺｰﾄﾞ例はR17:R16ﾚｼﾞｽﾀ対にTCNT1値を戻します。
次のｺｰﾄﾞ例はTCNT1ﾚｼﾞｽﾀ内容の非分断書き込み法を示します。同じ原理を使用することにより、OCR1A,OCR1B,ICR1のどの書き 込みも行えます。
ｱｾﾝﾌﾞﾘ言語ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ例
WR_TCNT1: IN R18,SREG ;現全割り込み許可ﾌﾗｸﾞ(I)を保存
CLI ;全割り込み禁止
OUT TCNT1H,R17 ;TCNT1上位ﾊﾞｲﾄ設定(一時ﾚｼﾞｽﾀ)
OUT TCNT1L,R16 ;TCNT1下位ﾊﾞｲﾄ設定(一時ﾚｼﾞｽﾀ⇒上位ﾊﾞｲﾄ)
OUT SREG,R18 ;全割り込み許可ﾌﾗｸﾞ(I)を復帰
RET ;呼び出し元へ復帰
C言語ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ例
void TIM16_Write_TCNT1(unsigned int i) {
unsigned char sreg; /* ｽﾃｰﾀｽ ﾚｼﾞｽﾀ一時保存変数定義 */
unsigned int i; /* TCNT1書き込み変数定義 */
sreg = SREG; /* 現全割り込み許可ﾌﾗｸﾞ(I)を保存 */
__disable_interrupt(); /* 全割り込み禁止 */
TCNT1 = i; /* TCNT1値を設定 */
SREG = sreg; /* 全割り込み許可ﾌﾗｸﾞ(I)を復帰 */
}
注: 5頁の「ｺｰﾄﾞ例について」をご覧ください。
ｱｾﾝﾌﾞﾘ言語ｺｰﾄﾞ例はR17:R16ﾚｼﾞｽﾀ対がTCNT1へ書かれるべき値を含むことが必要です。
16.3.1. 上位ﾊﾞｲﾄ一時ﾚｼﾞｽﾀの再使用
書かれる全ﾚｼﾞｽﾀについて上位ﾊﾞｲﾄが同じ複数16ﾋﾞｯﾄ ﾚｼﾞｽﾀ書き込みなら、上位ﾊﾞｲﾄは1度書かれることだけが必要です。けれども 直前で記述した非分断操作の同じ規則が、この場合にも適用されることに注意してください。