BASCOM-AVR パルス周期の測定(その２)

(2007年3月14日)

　外部割込みによるパルス周期測定プログラムを実験をしました。マイコン回路は「パルス周期の測定(その1)」と同じですが、IC2の入力端子が違うので、一部接続を変更する必要があります。

1. 外部割込みを使った周期の測定

　下の図のように、IC1の出力(周期1000mSの信号)をIC2のINT0入力(6番ピン)に入力します。IC2では外部割込みINT0によって入力パルスの立上りを検出してTimer1をスタートさせます。入力信号の次の立上りで再びINT0割込みが起こると、この時点のカウント数をLCD画面に表示し、Timer1のカウントをクリアします。プログラム的にはCapture1割込みとほとんど同じです。IC1に書き込む入力信号用のプログラムは「1000ms.bas」です。

　プログラムファイル pwidth2a.bas

1	$regfile = "attiny2313.dat"	ATtiny2313を使用する。
2	$crystal = 1024000	クロック周波数を1.024MHzに設定。
3
4	Config Lcdpin=Pin, Db7=Portb.0, Db6=Portb.1	LCDの接続設定。DB7=PB0, DB6=PB1。
5	Config Lcdpin=Pin, Db5=Portb.2, Db4=Portb.3	LCDの接続設定。DB5=PB2, DB4=PB3。
6	Config Lcdpin=Pin, E=Portb.4, Rs=Portb.5	LCDの接続設定。E=PB4, RST=PB5。
7	Config Lcd = 16 * 2	16文字×2行表示のLCDを使用する。
8	Cls : Cursor Off	LCDの表示を消去。カーソルを消去。
9
10	Config Timer1 = Timer, Prescale = 1024	Timer1はタイマー。分周比1024。
11	Config Int0 = Rising	立上りエッジでINT0割込み発生。
12	Dim T As Word	ワード型変数「T」を使用する。
13	On Int0 Int0_int	INT0割込みが発生したら「Int0_int」へ。
14	Enable Interrupts	割込み全般を許可する。
15	Enable Int0	INT0割込みを許可する。
16
17	Do	Doループの範囲ここから。
18	Cls	LCDの表示を消去する。
19	Lcd "T " ; T ; "mS"	LCDに変数「T」の値を表示する。
20	Wait 1	1秒間そのまま。
21	Loop	Doループの範囲ここまで。
22
23	End	メインプログラム終わり。
24
25	Int0_int:	割込みプログラム「Int0_int」ここから。
26	T = Timer1	Timer1のカウント数を「T」とする。
27	Timer1 = 0	Timer1のカウントを「0」にする。
28	Return	割込みプログラム「Int0_int」ここまで。

2. パルス幅の測定

　外部割込みはINT0とINT1の2つが使えるので、デューティ比が50％でない信号の「1」の時間と「0」の時間をそれぞれ測定できるプログラムを作りました。

　その前にテスト用の入力信号を作らなければなりません。下記のプログラムは「1」の時間が600mS、「0」の時間が400mS、すなわち周期が1000mSでデューティ比が60％の信号を出力するプログラムです。これをIC1・ATtiny26Lに書き込みます。

　プログラムファイル duty60.bas

1	$regfile = "at26def.dat"	ATtiny26Lを使用する。
2	$crystal = 1024000	クロック周波数を1.024MHzに設定。
3
4	Config Porta = Output	ポートAを出力に設定する。
5
6	Do	Doループの範囲ここから。
7	Porta.0 = 1	PA0出力を「1」にする。
8	Waitms 597	597mSそのまま。
9	Waitus 60	60μSそのまま。
10	Porta.0 = 0	PA0出力を「0」にする。
11	Waitms 398	398mSそのまま。
12	Waitus 32	32μSそのまま。
13	Loop	Doループの範囲ここまで。
14
15	End	終わり。

　IC1へのプログラム書込みが終わったら、IC2にパルス幅測定用のプログラムを書き込むため、ライターをつなぎ換えておきます。IC1の出力は、下の図のようにIC2のINT0(6番ピン)とINT1(7番ピン)の両方につなぎます。IC2では、入力信号の立上りでINT0割込み、立下りでINT1割込みを発生させます。それぞれの割込みが起きる間の時間をTimer1で計測してLCDに表示します。

　プログラムファイル pwidth2b.bas

1	$regfile = "attiny2313.dat"	ATtiny2313を使用する。
2	$crystal = 1024000	クロック周波数を1.024MHzに設定。
3
4	Config Lcdpin=Pin, Db7=Portb.0, Db6=Portb.1	LCDの接続設定。DB7=PB0, DB6=PB1。
5	Config Lcdpin=Pin, Db5=Portb.2, Db4=Portb.3	LCDの接続設定。DB5=PB2, DB4=PB3。
6	Config Lcdpin=Pin, E=Portb.4, Rs=Portb.5	LCDの接続設定。E=PB4, RST=PB5。
7	Config Lcd = 16 * 2	16文字×2行表示のLCDを使用する。
8	Cls : Cursor Off	LCDの表示を消去。カーソルを消去。
9
10	Config Timer1 = Timer, Prescale = 1024	Timer1はタイマー。分周比1024。
11	Config Int0 = Rising	立上りエッジでINT0割込み発生。
11	Config Int1 = Falling	立下りエッジでINT1割込み発生。
13	Dim T0 As Word	ワード型変数「T0」を使用する。
14	Dim T1 As Word	ワード型変数「T1」を使用する。
15
16	On Int0 Int0_int	INT0割込みが発生したら「Int0_int」へ。
17	On Int1 Int1_int	INT1割込みが発生したら「Int1_int」へ。
18	Enable Interrupts	割込み全般を許可する。
19	Enable Int0	INT0割込みを許可する。
20	Enable Int1	INT1割込みを許可する。
21
22	Do	Doループの範囲ここから。
23	Cls	LCDの表示を消去する。
24	Lcd "T1 " ; T1 ; "mS"	LCDに変数「T1」の値を表示する。
25	Lowerline	LCDの下の行に、
26	Lcd "T0 " ; T0 ; "mS"	変数「T0」の値を表示する。
27	Wait 1	1秒間そのまま。
28	Loop	Doループの範囲ここまで。
29
30	End	メインプログラム終わり。
31
32	Int0_int:	割込みプログラム「Int0_int」ここから。
33	T0 = Timer1	Timer1のカウント数を「T0」とする。
34	Timer1 = 0	Timer1のカウントを「0」にする。
35	Return	割込みプログラム「Int0_int」ここまで。
36
37	Int1_int:	割込みプログラム「Int1_int」ここから。
38	T1 = Timer1	Timer1のカウント数を「T1」とする。
39	Timer1 = 0	Timer1のカウントを「0」にする。
40	Return	割込みプログラム「Int1_int」ここまで。

　入力信号のレベルが「1」になっている時間が「T1」、「0」になっている時間が「T0」です。入力信号の立上りでINT0割込みが発生し、Timer1がスタートします。600mS後に信号は「0」レベルになり、ここでINT1割込みが起きます。この時点でのTimer1のカウントが変数「T1」の値になります。ここでTimer1をクリアして再び0からカウントを始めます。入力信号の次の立上りでまたINT0割込みが起きます。ここまでのカウントが変数「T0」の値になります。上記のプログラムではTimer1のスタート・ストップのタイミングには無頓着ですが、プログラムの1サイクルの時間と比較してTimer1の1カウントの時間が長いので、これでも大丈夫です。

3. デューティ比を表示する

　上記の「T1」の時間を周期で割り算して、デューティ比も表示できるようにしました。最初、デューティ比の計算にシングル型の変数を使ったらICのメモリー容量をオーバーしてしまったので、「T1」値を100倍し、すべて整数どうしの計算にしています。LCD画面では「T1」は「H」、「T0」は「L」で表わしてみましたが、それでもちょっと窮屈ですね。なお、32行目「Chr(&H25)」は「％」の文字コードです。

　プログラムファイル pwidth2c.bas

1	$regfile = "attiny2313.dat"	ATtiny2313を使用する。
2	$crystal = 1024000	クロック周波数を1.024MHzに設定。
3
4	Config Lcdpin=Pin, Db7=Portb.0, Db6=Portb.1	LCDの接続設定。DB7=PB0, DB6=PB1。
5	Config Lcdpin=Pin, Db5=Portb.2, Db4=Portb.3	LCDの接続設定。DB5=PB2, DB4=PB3。
6	Config Lcdpin=Pin, E=Portb.4, Rs=Portb.5	LCDの接続設定。E=PB4, RST=PB5。
7	Config Lcd = 16 * 2	16文字×2行表示のLCDを使用する。
8	Cls : Cursor Off	LCDの表示を消去。カーソルを消去。
9
10	Config Timer1 = Timer, Prescale = 1024	Timer1はタイマー。分周比1024。
11	Config Int0 = Rising	立上りエッジでINT0割込み発生。
11	Config Int1 = Falling	立下りエッジでINT1割込み発生。
13	Dim T0 As Word	ワード型変数「T0」を使用する。
14	Dim T1 As Word	ワード型変数「T1」を使用する。
15	Dim D As Word	ワード型変数「D」を使用する。
16	Dim T100 As Long	ロング型変数「T100」を使用する。
17
18	On Int0 Int0_int	INT0割込みが発生したら「Int0_int」へ。
19	On Int1 Int1_int	INT1割込みが発生したら「Int1_int」へ。
20	Enable Interrupts	割込み全般を許可する。
21	Enable Int0	INT0割込みを許可する。
22	Enable Int1	INT1割込みを許可する。
24	Do	Doループの範囲ここから。
25	T100 = T1 * 100	「T1×100」を変数「T100」とする。
26	D = T1 + T0	「T1＋T0」を変数「D」とする。
27	D = T100 ⁄ D	「T100÷D」を新たな「D」とする。
28	Cls	LCDの表示を消去する。
29	Lcd "H " ; T1 ; "mS"	LCDに変数「T1」の値を表示する。
30	Lcd "L " ; T0 ; "mS"	LCDに変数「T0」の値を表示する。
31	Lowerline	LCDの下の行に、
32	Lcd "DUTY " ; D ; Chr(&H25)	変数「D」の値を表示する。
33	Wait 1	1秒間そのまま。
34	Loop	Doループの範囲ここまで。
35
36	End	メインプログラム終わり。
37
38	Int0_int:	割込みプログラム「Int0_int」ここから。
39	T0 = Timer1	Timer1のカウント数を「T0」とする。
40	Timer1 = 0	Timer1のカウントを「0」にする。
41	Return	割込みプログラム「Int0_int」ここまで。
42
43	Int1_int:	割込みプログラム「Int1_int」ここから。
44	T1 = Timer1	Timer1のカウント数を「T1」とする。
45	Timer1 = 0	Timer1のカウントを「0」にする。
46	Return	割込みプログラム「Int1_int」ここまで。

　ところで、BASCOM-AVRのマニュアルで「Pulsein」という命令を見つけました。面白そうだけど使い方がわかりません。