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タイマー割込み

　タイマー割込みを利用する場合、４つあるタイマーが
　どういう動きをするのかを理解しなくてはなりません。

　アドレスマップを見て、各タイマーの動作を
　レジスタから理解します。



　リセット時の16進コードから、各タイマーの
　ビットサイズは、次のようになります。

timer0 16 bits
timer1 32 bits
timer2 32 bits
timer3 16 bits

　３つのタイマーには、汎用のタイマーの他に
　AnalogDevicesが決めた使ってほしい機能の
　名称が付けられています。

timer0 (RTOS) timer
timer2 (Wake-up) timer
timer3 (Watchdog) timer

　各タイマーのレジスタには、LD、VAL、CON、CLRIが
　共通であります。
　これらのレジスタの機能は以下です。

LD   再設定カウント値
VAL  カウント値
CON  動作設定
CLRI 割込フラグ

　レジスタCONに、動作モードを設定します。
　CONに設定する内容は、以下です。

利用クロックの選択
プリスケーラ分周比設定
割込み動作

　CONで指定する動作は、どういうことを
　やりたいかで決まりますが、次の原則は
　忘れてはいけないでしょう。

　タイマーは、通常はダウンカウンタ処理。
　VALの値を参照することで、経過時間を知る
　ことができますが、ポーリングでは、値参照
　にかかり切りになるので、割込みを使って
　通知してもらうように設定するのが定石です。

　各タイマーの動作を見てみます。

timer0(RTOS)動作

　timer0のブロック図は、以下。



　ブロック図から読み取れることをリスト。

timer0(RTOS)のクロックは、HCLKのみ利用可能
プリスケーラ分周比は、1:1、1:16、1:256
タイマーとしての割込みはTIMER0 IRQ
A/Dコンバータに関連した割込みも兼用

　これらの動作モードを設定するには、T0CONレジスタ
　に与えるパラメータを組合わせます。



　レジスタのビット構成から、次の内容を読み取れます。

timer0モジュールを使うには、７ビット目を１に設定する
周期動作をさせるとき、６ビット目を１に設定する
プリスケーラ分周比は、３ビット目と２ビット目の組合せで設定

　周期動作は、ダウンカウントして値が０になった時
　レジスタLDの設定値を、カウンタにロードさせて
　ダウンカウントを継続すると設定可能。




　カウント値が０になったことを、割込みで通知して
　もらうと、様々な処理を１つのコンピュータで実現
　できます。割込み指定は、タイマーカウンタでは
　なく、IRQモジュールのレジスタに設定です。

　IRQENレジスタのTimer0ビットに１を設定すると
　timer0割込みが発生。

　AnalogDevicesのデータシートでは、ビット割当て
　を確認できます。



　Keilの開発環境では、次のようにレジスタに設定できます。
    /* enable timer 0 */
    IRQEN = RTOS_TIMER_BIT ;

　Keilの開発環境では、AnalogDevicesのデータシートで
　規定した、RTOSというtimer0の機能を考えた、ラベル名
　を使っています。

　T0LD、T0CONレジスタへのパラメータ設定は、次の
　ようなコードにします。

    /* initialize timer 0 */
    {
      T0LD  = 26112 ;
      /* select cyclic , HCLK / 256 */
      T0CON = 0xc4 ;
    }


　割込みが発生したときは、T0CLRIレジスタに
　値を書き込み、割込み発生フラグをリセット
　します。

　具体的な関数は、次のように記述し。
　　void IRQ_Handler(void) __irq
　　{
　　  /* clear timer 0 interrupt flag */
      if ( (IRQSTA & RTOS_TIMER_BIT) == RTOS_TIMER_BIT ) {
        T0CLRI = 0xff ;
      }
    }

　すべての割り込みは、ひとつの関数で扱います。
　関数内部で、どの割込みが発生したのかを判断し
　必要な設定をします。


timer1動作

　timer1のブロック図は、以下。



　ブロック図から読み取れることをリスト。

timer1のクロックは、32.768kHz、HCLK、P0.6、P1.0と選択できる
プリスケーラ分周比は、1:1、1:16、1:256、1:32768
タイマーとしての割込みはTIMER1 IRQ
A/Dコンバータに関連した割込みも兼用

　リスト内容から初期設定には、次の２点を最初に検討すれば充分。

利用クロック選択
プリスケーラ分周比選択

　レジスタでは、T1CONの各ビットの組み合わせで設定。



　32ビット中の11から9で、利用クロックを指定。
　32ビット中の3から0で、プリスケーラ分周比を指定。

　レジスタT1CONの利用クロック、プリスケーラ分周比指定は
　次のようなコードにすればよいでしょう。

    T1CON = (1 << 9) | 15 ;

　外部の32.768kHzを入力し、プリスケーラの分周比を1:32768に
　設定します。

　timer1を使わないのが、デフォルトになっているので
　動かす場合は、T1CONレジスタの該当ビットを、セット
　します。



　初期設定と同時にtimer1を動かす場合、レジスタへの設定は
　次のようになります。

    T1CON = (1 << 9) | (1 << 7) |15 ;

　timer1のカウンタは、アップあるいはダウンできるように
　設計されています。



　カウンタをアップで使うかダウンで使うかは、T1CONレジスタ
　のビット８に設定する値で指定します。



　カウンタ値がT1LDと一致すると、対応する割込みフラグが設定
　されるので、割込みハンドラは次のように記述できます。

　　void IRQ_Handler(void) __irq
　　{
　　  /* clear timer 1 interrupt flag */
      if ( (IRQSTA & GP_TIMER_BIT) == GP_TIMER_BIT ) {
        /* clear flag */
        T1CLRI = 0xff ;
        /* ??? */
      }
    }


　利用クロックに32.768kHzがあり、プリスケーラ分周比に1:32768を
　指定できることから、リアルタイムクロックを構成できると読取れ
　ます。

　timer1をリアルタイムクロックで使う場合、時、分、秒、1/100秒の
　扱いを、カウンタの中でBCDとするのか２進とするかを指定できます。



　ビットの組み合わせで、時計として利用するのか、カウンタとして
　使うのかを指定できます。

00 ２進
01 予約（使ってはいけない）
10 ２４時間制
11 ２５６時間制

　この他に、IRQの発生を0から31のいずれかを対象にして
　補足できるようになっています。



　対象となるIRQを指定し、IRQ発生時にカウンタ値をT1CAP
　レジスタに格納する仕様になっています。

　イベントキャプチャと呼ばれる動作で、指定IRQが発生する都度
　カウンタ値を格納するので、周期や発生頻度を解析するのに利用
　できます。

　timer1は、A/D変換器でアナログ→デジタルの変換に利用する
　クロックを生成しているので、A/D変換器を使う場合には注意
　しなければ、希望する特性が得られない場面に遭遇します。


timer2(Wake-up)動作

　timer2のブロック図は、以下。



　ブロック図から読み取れることをリスト。

入力クロックは、内部クロック、外部クロック、HCLKと選択できる
HCLK以外の周波数は、32.768kHz
HCLKの周波数は、POWCONレジスタの設定値に依存
プリスケーラ分周比は、1:1、1:16、1:256、1:32768
タイマーとしての割込みはTIMER2 IRQ

　クロック関係は、上記の通りですが、ロードレジスタと
　カウンタのビットサイズが32ビットなので、非常に長い
　周期を選択できます。（timer2の別名はWake-up Timer）

　timer2に、どんな機能があるのかを、T2CONレジスタの
　記述から読み取ってみます。



　クロックソースは、内部、外部、HCLKを選択可能。
　外部クロックは、２つの方法で選択できます。

　分周比は、1:1、1:16、1:256、1:32768ですが
　256分周の場合、時間をhh:mm:ssでカウントし
　23時から０時あるいは255時から０時に戻る時
　割込みが発生するように指定するモードと関連
　します。



　クロックによるカウントは、ダウンカウント、アップ
　カウントのどちらかを指定可能です。



　周期モードかフリーランモードで使えますが
　やはり周期モードで使うのが簡単なようです。


timer3(Watch_dog)動作

　timer3のブロック図は、以下。



　周期モードに設定すると、動作はtimer0と同じに
　なりますが、クロックは32.768kHz固定です。

　クロック固定なので、プリスケーラから出力できる
　クロック周波数は、以下の３種だけになります。

32768Hz
2048Hz
128Hz

　1Hzのクロックが必要な場合、T3LDレジスタに
　次の値を設定します。

32768Hz : T3LD = 32768
2048Hz  : T3LD = 2048
128Hz   : T3LD = 128

　時計を利用したい場合には、使えるタイマーでしょう。

　割込みを使う場合、T3LDの値との兼ね合いで
　次の図を参照してパラメータを設定します。




割込み処理
　タイマーは４モジュールあり、０〜３と番号が
　振られています。

　これらのタイマーは、ダウンカウント処理で
　動かすので、カウント値が０になったときに
　割込みを発生させるようにします。

　timer0からtimer3の割込みを発生させるため
　には、該当ビットを１にします。



　Keilの開発環境では、ヘッダファイルにラベル定義
　されているので、それを使います。

　　#define RTOS_TIMER_BIT      0x00000004
　　#define GP_TIMER_BIT        0x00000008
　　#define WAKEUP_TIMER_BIT    0x00000010
　　#define WATCHDOG_TIMER_BIT  0x00000020

　該当するヘッダファイルは、irq.hです。
　対応するタイマとラベルは、以下です。

timer0 => RTOS_TIMER_BIT
timer1 => GP_TIMER_BIT
timer2 => WAKEUP_TIMER_BIT
timer3 => WATCHDOG_TIMER_BIT

　timer0からtimer3の割込みを使う場合、次のように
　論理和で設定します。

　　IRQEN = RTOS_TIMER_BIT | GP_TIMER_BIT | WAKEUP_TIMER_BIT | WATCHDOG_TIMER_BIT ;

　割込みハンドラは、関数IRQ_Handlerの中に記述します。

    void IRQ_Handler(void) __irq
    {
      /* judge timer0 interruption */
      if ( (IRQSTA & RTOS_TIMER_BIT) == RTOS_TIMER_BIT ) {
        /* clear flag */
        T0CLRI = 0xff ;
        /* set event flag */
        t0flag = ON ;
        /* ??? */
      }
      /* judge timer1 interruption */
      if ( (IRQSTA & GP_TIMER_BIT) == GP_TIMER_BIT ) {
        /* clear flag */
        T1CLRI = 0xff ;
        /* set event flag */
        t1flag = ON ;
        /* ??? */
      }
      /* judge timer2 interruption */
      if ( (IRQSTA & WAKEUP_TIMER_BIT) == WAKEUP_TIMER_BIT ) {
        /* clear flag */
        T2CLRI = 0xff ;
        /* set event flag */
        t2flag = ON ;
        /* ??? */
      }
      /* judge timer3 interruption */
      if ( (IRQSTA & WATCHDOG_TIMER_BIT) == WATCHDOG_TIMER_BIT ) {
        /* clear flag */
        T3CLRI = 0xff ;
        /* set event flag */
        t3flag = ON ;
        /* ??? */
      }
    }

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