Atmel社の AVR シリーズはコストパフォーマンスに優れた ワンチップマイコン。中でも ATtiny2313 は１個100円（秋月電子通商）という安価にもかかわらず小規模制御に利用できる十分な機能を有しており、対応するフリーの開発ソフトが沢山あることやプログラムライターが簡単に自作できるなどのメリットがある。
小規模制御といえども欠かすことのできないのは「時間処理」。ワンチップマイコンに書込むプログラムではもちろん「遅延命令」が利用できるけれども、単純にこれを使ってしまうと他の処理を滞らせることにもなりかねない。多少PLC（シーケンサ）ライクに使うためには時間計測をメイン処理ループと分離させた方がベターで、AVRでは内部機能である「ハードウェアタイマー」を利用することでこれを実現できる。
ただこの「ハードウェアタイマー」の概念がなかなか取っつきにくいため、以下に簡単にまとめてみた。マイコン学習を始める人の一助になれば。
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・ハードウェアタイマーを動かす基準は内蔵オシレータや外付けした発振子が発生させる周波で、分周波を１に設定すると周波の波１つがタイマーの１カウントになる。分周波８の場合は波８つで１カウント、分周波６４の場合は波６４個で１カウント。
・ATtiny2313 は「Timer0」と「Timer1」の２種類のハードウェアタイマーを持っていて、前者は256カウントでオーバーフロー（いわゆるタイムアップ）、後者は65536カウントでオーバーフローする。オーバーフローが発生するとそれをタイミングにして割込処理を実施できる。ただオーバーフローはPLCのタイムアップと異なりタイマーのカウントは基本的には止まらない（タイマー停止命令で止めるまでまた0からカウント）。なのでどちらかというとタイマーと言うより鳩時計に近い（笑）。またカウント値はそれぞれの名前の変数で随時取得ができ、カウント値を変更することもできる。
・例えば内蔵オシレータを利用（既定）で１MHz（1000000波／秒）をクロック周波数に設定し、Timer0で分周波を６４にして使用する場合、1000000÷64÷256＝61と余り9、即ち６１回オーバーフローしてさらに９カウントしたら１秒ということになる。実際はオシレータ発振誤差や命令処理に消費するロスタイムがあると思うがここではそんなことは無視（笑）。
・以下に、１秒毎に赤LEDをフラッシュ、１０秒経過毎に緑LEDが点灯／消灯を繰り返すプログラムの例を記載した（ BASCOM-AVR でコンパイルする場合の記述）。当方の ブレッドボード では時間誤差も見られず気持ち良くLEDが点滅している。
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$regfile = "ATtiny2313.DAT" ' 使用するチップのデータファイルを指定
$crystal = 1000000 ' クロック周波数を1MHzに指定
Config Timer0 = Timer , Prescale = 64 ' Timer0を分周波64で設定
Config Portb = &B00011000 ' ポートbのビット3から4を出力に設定
Config Portd = &B00000000 ' ポートdの全ビットを入力に設定
Portd = Bits(2) ' ポートdのビット2（割込用ビット）の内部抵抗をプルアップ
On Timer0 Tout ' Timer0がオーバーフローしたときの割込実行先を指定
On Int0 Prb ' 割込用ビットのPBをONした場合の割込実行先を指定
Enable Timer0 ' Timer0による割込を許可
Enable Int0 ' Int0による割込を許可
Enable Interrupts ' 割込を許可
Dim B As Byte ' オーバーフロー変数をバイト型に指定
Dim C As Byte ' 秒変数をバイト型に指定
Stop ' Stopの記述はそこでの永久ループを意味する
Tout: ' Timer0がオーバーフローした時に割込実行されるサブルーチン
B = B + 1 ' オーバーフロー回数を変数Bに追加
If B = 8 Then ' オーバーフロー回数が8回なら、
Reset Portb.3 ' ポートbのビット3（赤LED）をOFF
End If
If B = 61 Then ' オーバーフロー回数が61回なら、
Do ' （ループ起点）
If Timer0 >= 9 Then ' Timer0のカウントが9以上で、
B = 0 ' オーバーフロー回数変数Bを初期化し、
Gosub Ldisp ' サブルーチン「Ldisp」の処理をして、
Exit Do ' ループを抜ける
End If
Loop ' （ループ終点）
End If
Return
Ldisp: ' 1秒経過ごとに実行されるサブルーチン
C = C + 1 ' 秒を秒変数Cに追加
If C = 10 Then ' 10秒たったら、
Toggle Portb.4 ' ポートbのビット4（緑LED）を反転し、
C = 0 ' 秒変数Cを初期化
End If
Set Portb.3 ' ポートbのビット3（赤LED）をON
Return
Prb: ' 割込用ビットのPBをONした場合に割込実行されるサブルーチン
Set Portb.3 ' ポートbのビット3（赤LED）をON
Set Portb.4 ' ポートbのビット4（緑LED）をON
Bitwait Pind.2 , Set ' PBがOFFになるまで待機
Reset Portb.3 ' ポートbのビット3（赤LED）をOFF
Reset Portb.4 ' ポートbのビット4（緑LED）をOFF
Timer0 = 0 ' Timer0のカウント値をリセット
B = 0 ' オーバーフロー回数変数Bを初期化
C = 0 ' 秒変数Cを初期化
Return
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小規模制御といえども欠かすことのできないのは「時間処理」。ワンチップマイコンに書込むプログラムではもちろん「遅延命令」が利用できるけれども、単純にこれを使ってしまうと他の処理を滞らせることにもなりかねない。多少PLC（シーケンサ）ライクに使うためには時間計測をメイン処理ループと分離させた方がベターで、AVRでは内部機能である「ハードウェアタイマー」を利用することでこれを実現できる。
ただこの「ハードウェアタイマー」の概念がなかなか取っつきにくいため、以下に簡単にまとめてみた。マイコン学習を始める人の一助になれば。
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・ハードウェアタイマーを動かす基準は内蔵オシレータや外付けした発振子が発生させる周波で、分周波を１に設定すると周波の波１つがタイマーの１カウントになる。分周波８の場合は波８つで１カウント、分周波６４の場合は波６４個で１カウント。
・ATtiny2313 は「Timer0」と「Timer1」の２種類のハードウェアタイマーを持っていて、前者は256カウントでオーバーフロー（いわゆるタイムアップ）、後者は65536カウントでオーバーフローする。オーバーフローが発生するとそれをタイミングにして割込処理を実施できる。ただオーバーフローはPLCのタイムアップと異なりタイマーのカウントは基本的には止まらない（タイマー停止命令で止めるまでまた0からカウント）。なのでどちらかというとタイマーと言うより鳩時計に近い（笑）。またカウント値はそれぞれの名前の変数で随時取得ができ、カウント値を変更することもできる。
・例えば内蔵オシレータを利用（既定）で１MHz（1000000波／秒）をクロック周波数に設定し、Timer0で分周波を６４にして使用する場合、1000000÷64÷256＝61と余り9、即ち６１回オーバーフローしてさらに９カウントしたら１秒ということになる。実際はオシレータ発振誤差や命令処理に消費するロスタイムがあると思うがここではそんなことは無視（笑）。
・以下に、１秒毎に赤LEDをフラッシュ、１０秒経過毎に緑LEDが点灯／消灯を繰り返すプログラムの例を記載した（ BASCOM-AVR でコンパイルする場合の記述）。当方の ブレッドボード では時間誤差も見られず気持ち良くLEDが点滅している。
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$regfile = "ATtiny2313.DAT" ' 使用するチップのデータファイルを指定
$crystal = 1000000 ' クロック周波数を1MHzに指定
Config Timer0 = Timer , Prescale = 64 ' Timer0を分周波64で設定
Config Portb = &B00011000 ' ポートbのビット3から4を出力に設定
Config Portd = &B00000000 ' ポートdの全ビットを入力に設定
Portd = Bits(2) ' ポートdのビット2（割込用ビット）の内部抵抗をプルアップ
On Timer0 Tout ' Timer0がオーバーフローしたときの割込実行先を指定
On Int0 Prb ' 割込用ビットのPBをONした場合の割込実行先を指定
Enable Timer0 ' Timer0による割込を許可
Enable Int0 ' Int0による割込を許可
Enable Interrupts ' 割込を許可
Dim B As Byte ' オーバーフロー変数をバイト型に指定
Dim C As Byte ' 秒変数をバイト型に指定
Stop ' Stopの記述はそこでの永久ループを意味する
Tout: ' Timer0がオーバーフローした時に割込実行されるサブルーチン
B = B + 1 ' オーバーフロー回数を変数Bに追加
If B = 8 Then ' オーバーフロー回数が8回なら、
Reset Portb.3 ' ポートbのビット3（赤LED）をOFF
End If
If B = 61 Then ' オーバーフロー回数が61回なら、
Do ' （ループ起点）
If Timer0 >= 9 Then ' Timer0のカウントが9以上で、
B = 0 ' オーバーフロー回数変数Bを初期化し、
Gosub Ldisp ' サブルーチン「Ldisp」の処理をして、
Exit Do ' ループを抜ける
End If
Loop ' （ループ終点）
End If
Return
Ldisp: ' 1秒経過ごとに実行されるサブルーチン
C = C + 1 ' 秒を秒変数Cに追加
If C = 10 Then ' 10秒たったら、
Toggle Portb.4 ' ポートbのビット4（緑LED）を反転し、
C = 0 ' 秒変数Cを初期化
End If
Set Portb.3 ' ポートbのビット3（赤LED）をON
Return
Prb: ' 割込用ビットのPBをONした場合に割込実行されるサブルーチン
Set Portb.3 ' ポートbのビット3（赤LED）をON
Set Portb.4 ' ポートbのビット4（緑LED）をON
Bitwait Pind.2 , Set ' PBがOFFになるまで待機
Reset Portb.3 ' ポートbのビット3（赤LED）をOFF
Reset Portb.4 ' ポートbのビット4（緑LED）をOFF
Timer0 = 0 ' Timer0のカウント値をリセット
B = 0 ' オーバーフロー回数変数Bを初期化
C = 0 ' 秒変数Cを初期化
Return
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2008-11-04 01:29 マイコン応用
解説が判りやすいです！！
今まで悩んでたモヤモヤが綺麗に晴れます。
気持ちがいいですね。
今度はヒューズビットの説明をお願いいたします。
どしどし解説お願いいたします。
今まで悩んでたモヤモヤが綺麗に晴れます。
気持ちがいいですね。
今度はヒューズビットの説明をお願いいたします。
どしどし解説お願いいたします。
2011-01-12 |
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さとう #- [ 編集]
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