Cuando se diseñan aplicaciones de control electrónico, es común encontrarse con la necesidad de incorporar tiempos de espera para los dispositivos “lentos” que se controlan ya que el microcontrolador es demasiado rápido. Por otra parte, los temporizadores son ideales para proveer bases de tiempo de alta precisión para la implementación de relojes de tiempo real.
El PIC18F4550 posee cuatro temporizadores: TIMER0 a TIMER3, al igual que los demás módulos especiales, cada uno de los temporizadores es controlado por un registro de configuración.
| Temporizador |
Registro de control |
| TIMER0 |
T0CON |
| TIMER1 |
T1CON |
| TIMER2 |
T2CON |
| TIMER3 |
T3CON |
En este post se describirá como configurar y utilizar el temporizador TIMER0, está información servirá como base para poder configurar los demás temporizadores ya que el procedimiento es similar.
El TIMER0 posee las siguientes características:
- Modo de operación de 8 y 16 bits: El modo de operación de 8 y 16 bits determina la cantidad de conteos máxima que puede realizar el timer. Si es de 8 bits contará hasta 255, si es de 16 bits hasta 65535.
- Registros de control de lectura y escritura.
- Prescaler dedicado de 8 bits: el timer incrementa el valor del conteo cada Fosc / 4 pulsos de reloj. Para un microcontrolador que opera a 20Mhz, significa que el incremento se realiza 5 millones de veces en un segundo. Esta cantidad puede ser demasiado alta para ciertas aplicaciones en donde las bases de tiempo son bastante grandes. Para solucionar este inconveniente, se dispone del prescaler que es básicamente un divisor de frencuencia, la frecuencia se puede dividir entre: 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 y 256.
- Fuente de reloj seleccionable (interna / externa).
- Interrupción por desbordamiento: cada vez que el valor del conteo llega a su límite se genera un desbordamiento (overflow) que genera una interrupción interna que activa el bit TMR0IF del registro INTCON.
Librerías C18 para el manejo del módulo temporizador
Puede utilizarse la librería timers.h de C18 (hoy XC8) para facilitar la configuración del módulo temporizador, los métodos que proporciona son los siguientes:
En la tabla, sustituimos la letra x al final del nombre de la función, por el número del timer con el cual estamos trabajando. Ej. OpentTimer0.
Para hacer funcionar el módulo de temporización, se requiere únicamente de OpenTimer y WriteTimer.
El método OpenTimer(), se utiliza para configurar el temporizador, definiendo:
- Activación de la interrupción: TIMER_INT_OFF, TIMER_INT_ON
- Modo de operación (8 , 16 bits): T0_8BIT, T0_16BIT
- Origen de la señal de reloj: T0_SOURCE_INT, T0_SOURCE_EXT
- Prescaler: T0_PS_1_1 1:1, T0_PS_1_2 1:2, T0_PS_1_4 1:4, T0_PS_1_8 1:8, T0_PS_1_16 1:16, T0_PS_1_32 1:32, T0_PS_1_64 1:64, T0_PS_1_128 1:128, T0_PS_1_256 1:256
El siguiente ejemplo muestra como configurar el método:
unsigned char Timer0Config;
Timer0Config = TIMER_INT_ON &T0_16BIT & T0_SOURCE_INT & T0_PS_1_25;
OpenTimer0(Timer0Config);
WriteTimer0(0x48E4);
Observe como se utiliza una variable tipo char Timer0Config para almacenar la configuración de timer0. Posteriormente el valor de la variable se pasa como argumento del método OpenTimer0. La configuración establecida se lee: Interrupción activada, modo de operación de 16 bits, señal de reloj interna y, prescaler de 1:256.
El método WriteTimerx, se utiliza para indicar (en formato hexadecimal) al temporizador la cantidad de conteos que debe realizar (de acuerdo a un intervalo de tiempo establecido) antes de activar la bandera de interrupción TMRxIF. Mediante la activación de TMRxIF, sabremos que ha transcurrido el tiempo correspondiente.
En este ejemplo, se desea un temporizador de:
- Timer: 1 segundo
- Fosc: 48MHZ
Procedimiento:
- Si Fosc es 48MHZ, para el módulo de temporización se divide por cuatro = 48MHZ / 4 = 12MHZ
- El período es 1 / 12000000 = 8.3333333×10-8 Seg
- Utilizando un prescaler de 1:256, el período es: 8.3333333×10-8 Seg x 256 = 2.133333×10-5 Seg
- Como el timer requerido es de 1 segundo, el ciclo de instrucción efectivo es: 1 seg / 2.133333×10-5 seg = 46,875
- Si el temporizador trabaja en modo 16 bits, la activación de la bandera de interrupción ocurrirá cada: 65,535 – 46,875 = 18,660 conteos.
- Se convierte este valor a hexadecimal 18,66010 = 48E416
- El valor 48E416 será el argumento del método WriteTimer(0x48E4) para que active la bandera de interrupción cada 1 segundo.
El código de aplicación propuesto es el siguiente:
#include <xc.h>
#include <plib/timers.h>
//Bits de configuración para Fosc = 48Mhz
#pragma config PLLDIV = 5, CPUDIV = OSC1_PLL2, USBDIV = 2
#pragma config FOSC = HSPLL_HS, FCMEN = OFF, IESO = OFF
#pragma config PWRT = OFF, BOR = OFF, VREGEN = OFF
#pragma config WDT = OFF, WDTPS = 32768
#pragma config MCLRE = ON, LPT1OSC = OFF, PBADEN = OFF
#pragma config STVREN = ON, LVP = OFF, ICPRT = OFF, XINST = OFF
#define _XTAL_FREQ 48000000
unsigned char Timer0Config;
void main()
{
TRISBbits.RB4 = 0; //RB4 es salida.
LATB4 = 1; //Poner RB4 4n uno.
Timer0Config = TIMER_INT_ON & T0_16BIT & T0_SOURCE_INT & T0_PS_1_256;
OpenTimer0(Timer0Config);
WriteTimer0(0x48E4);
INTCONbits.TMR0IF = 0; //inicializar la bandera de interrupción
ei();
while(1)
{}
}
void interrupt TimerOverflow()
{
if(INTCONbits.TMR0IF == 1)
{
LATB4 = ~LATB4; //Cambiar el estado de RB4
INTCONbits.TMR0IF = 0;
WriteTimer0(0x48E4);
}
}
Como puede observarse, exactamente cada un segundo, se activará TMR0IF, indicando el desbordamiento del timer (interrupción), lo cual será utilizado para activar/desactivar un led conectado a RB4.
Conclusiones
Existen otros métodos para implementar timers. Sin embargo, se ha descrito este procedimiento ya que lo considero mas sencillo que los demás, aunque tiene como desventaja que no se profundiza en el funcionamiento del módulo, lo cual es esencial para aplicaciones mas complejas. A todo interesado en este tema lo invito a implementar su temporizador con estos valores de ejemplo y posteriormente hacer modificaciones.
En el siguiente post, utilizaremos el timer2 para hacer funcionar el módulo PWM del PIC18F4550. Un saludo.
Nota importante: He recibido algunos comentarios de post anteriores respecto a que no les funcionan los ejemplos. Les comento a mis apreciables lectores que todo principiante debe pasar por una curva de aprendizaje, por lo que es posible que no le funcione el código a la primera. Pero deben prestar atención a los detalles ya que allí se encuentra la solución, no es recomendable solo copiar y pegar el código en nuestro editor sin antes haber leído la teoría correspondiente y haberla comprendido. Si no se hace esto, es casi seguro que los programas no les funcionarán. Se debe analizar el código y asegurarse que esté acorde a nuestras necesidades o adaptarlo convenientemente. Esto es lo mismo que aconsejo a mis estudiantes, con la práctica y análisis constante al final las cosas funcionarán correctamente por lo que los animo a seguir intentando hasta lograrlo.
De igual manera agradezco sus comentarios y propuestas. Mas adelante publicaré ejemplos de aplicación mas complejos donde se integrarán varios módulos, pero antes los explicaré de forma individual con ejemplos sencillos para que tod@s aquellos que se inician en el mundo de los microcontroladores los conozcan y sepan utilizarlos.
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Tomando como base la información de la tabla, si deseamos colocar el caracter “C” en la tercera fila, posición 18, debemos ubicarnos en la dirección 0x25 y posteriormente enviar el caracter:
Abrimos MPLAB X y creamos un proyecto. Damos click derecho al nombre del proyecto, seleccionamos Properties y en la ventana de propiedades damos click en XC8 linker y finalmente marcamos la opción Link in Peripheral Library.
