LES PERIPHERIQUES DU MICROCONTRÔLEUR SIEMENS C167 Les périphériques du microcontrôleur C167 1 M. DALMAU IUT de Bayonne
Notation : Dans tout ce qui suit sont notés en gras les registres qui sont en zone ESFR, et en normal ceux qui sont en zone SFR. Sont notés en italiques les registres qui sont adressables bit par bit. 1.Les ports parallèles 1.1 Registres associés : Port numéro 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Registre de données P0H P0L P1H P1L P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 Registre de direction DP0H DP0L DP1H DP1L DP2 DP3 DP4 DP6 DP7 DP8 Registre de mode ODP2 ODP3 ODP6 ODP7 ODP8 Registre de niveaux PICON PICON PICON PICON taille en bits 8 8 8 8 16 16 8 16 8 8 8 1.2 Description des registres : Registre de données : permet de lire l état des lignes en entrée et de positionner les lignes en sortie Registre de direction : 1 bit par ligne (0=> ligne en entrée, 1=> ligne en sortie) Registre de mode : 1 bit par ligne (0=> ligne en mode TTL (0 ou 1), 1=> ligne en mode 0 ou haute impédance) Registre PICON : utilisé pour définir les niveaux d entrée sur les ports 2,3,7 et 8: P8LIN P7LIN P3HIN P3LIN P2HIN P2LIN Les bits définis correspondent à 8 lignes d un port (H ou L fort ou faible poids). Si le bit est à 1 les niveaux d entrée sont TTL, s il est à 0 on peut accepter des niveaux d entrée bruités. Remarque : Les bits 15 et 12 du port 3 sont toujours en niveaux TTL, le bit 14 n existe pas. 1.3 Utilisation des ports Tous les ports peuvent être utilisés comme lignes d entrée/sortie normales, toutefois certains autres usages leur sont réservés : Port 0 : Peut être utilisé pour le bus externe Port 1 : Peut être utilisé pour le bus externe Port 2 : Interruptions rapides (bits 15 à 8) Port 3 : Lignes de commande et de sortie des timers et communication série Port 4 : Peut être utilisé pour le bus externe Port 5 : Lignes de commande des timers et entrées du convertisseur A/N Port 6 : Peut être utilisé pour le bus externe Port 7 : Sorties des générateurs MLI (bits 0 à 3) Port 8 : Pas d autre utilisation Les périphériques du microcontrôleur C167 2 M. DALMAU IUT de Bayonne
2.Les timers 2.1 Groupe 1 (timers T2,T3 et T4) Ils peuvent être utilisés en mode timer avec ou sans déclenchement externe jusqu à une fréquence de 2,5 MHz et en mode compteur d événements externes jusqu à une fréquence de 1,25 MHz. Le comptage se fait sur 16 bits mais on peut les chaîner pour compter sur 32 ou 33 bits. 2.1.1 Registres associés : Timer numéro 2 3 4 Registre de données T2 T3 T4 Registre de contrôle T2CON T3CON T4CON Registre d interruption T2IC T3IC T4IC Registres de port P3, DP3, ODP3, P5 P3, DP3, ODP3 P3, DP3, ODP3, P5 2.1.2 Les entrées et les sorties : Timer numéro 2 3 4 Entrée de commande bit 7 du port 3 bit 6 du port 3 bit 5 du port 3 (déclenchement ou comptage) Entrée de sens de comptage bit 15 du port 5 bit 4 du port 3 bit 14 du port 5 Sortie bit 3 du port 3 Il faut que ces lignes aient été programmées correctement en entrée ou en sortie (voir description de ports parallèles) 2.1.3 Description des registres : Registre de données : contient la valeur de comptage (en lecture pour savoir où en est le comptage, en écriture pour initialiser le compteur). Registre de contrôle : détermine le mode de fonctionnement du timer. Registre d interruption : programmation des interruptions générées par le timer. Registres de port : lignes d entrée ou de sortie associées aux timers (sortie, déclenchement, sens de comptage). T2CON et T4CON : UDE UD R M I UDE : 0 => sens de comptage déterminé par UD, 1 => sens de comptage déterminé par la ligne d entrée de sens de comptage (0 => comptage, 1 => décomptage) UD : 0 => comptage, 1 => décomptage R : 0 => timer arrêté, 1 => timer en marche. M : 0 0 0 => mode timer simple 0 0 1 => mode compteur 0 1 0 => mode timer déclenché lorsque l entrée de commande est à 0 0 1 1 => mode timer déclenché lorsque l entrée de commande est à 1 1 0 0 => mode chargement 1 0 1 => mode capture I : Si on est en mode timer l horloge du timer est l horloge système (20MHz) divisée par 2 I+3. On obtient donc des unités de temps allant de 400ns à 51,2µs. Les périphériques du microcontrôleur C167 3 M. DALMAU IUT de Bayonne
Si on est en mode compteur : 000 non actif 001 comptage sur les fronts montants de l entrée de commande 010 comptage sur les fronts descendants de l entrée de commande 011 comptage sur les fronts montants et descendants de l entrée de commande 100 non actif 101 comptage sur les passages à 1 du bit 10 de T3CON 110 comptage sur les passages à 0 du bit 10 de T3CON 111 comptage sur les basculements du bit 10 de T3CON Si on est en mode chargement : 000 non actif 001 chargement de T2 ou T4 dans T3 sur les fronts montants de l entrée de commande 010 chargement de T2 ou T4 dans T3 sur les fronts descendants de l entrée de commande 011 chargement de T2 ou T4 dans T3 sur les fronts montants et descendants de l entrée de commande 100 non actif 101 chargement de T2 ou T4 dans T3 sur les passages à 1 du bit OTL de T3CON 110 chargement de T2 ou T4 dans T3 sur les passages à 0 du bit OTL de T3CON 111 chargement de T2 ou T4 dans T3 sur les basculements du bit OTL de T3CON Si on est en mode capture : x00 non actif x01 capture de T3 dans T2 ou T4 sur les fronts montants de l entrée de commande x10 x11 capture de T3 dans T2 ou T4 sur les fronts descendants de l entrée de commande capture de T3 dans T2 ou T4 sur les fronts montants et descendants de l entrée de commande T3CON : OTL OE UDE UD R M I OTL : bascule à chaque débordement de T3 (passage de 0 à FFFF en décomptage et de FFFF à 0 en comptage) OE : 0 => sortie inactive, 1 => sortie active. La sortie est la ligne 3 du port 3, elle bascule lors de chaque débordement du compteur (passage de 0 à FFFF en décomptage et de FFFF à 0 en comptage) UDE : 0 => sens de comptage déterminé par UD, 1 => sens de comptage déterminé par la ligne d entrée de sens de comptage P3.4 (0 => comptage, 1 => décomptage). UD : 0 => comptage, 1 => décomptage R : 0 => timer arrêté, 1 => timer en marche. M : 0 0 0 => mode timer simple 0 0 1 => mode compteur 0 1 0 => mode timer déclenché lorsque l entrée de commande (P3.6) est à 0 0 1 1 => mode timer déclenché lorsque l entrée de commande (P3.6) est à 1 I : Si on est en mode timer l horloge du timer est l horloge système (20MHz) divisée par 2 I+3. On obtient donc des unités de temps allant de 400ns à 51,2µs. Si on est en mode compteur : 000 non actif 001 comptage sur les fronts montants de l entrée de commande (P3.6) 010 comptage sur les fronts descendants de l entrée de commande (P3.6) 011 comptage sur les fronts montants et descendants de l entrée de commande (P3.6) T2, T3 et T4 : Ce sont les compteurs internes des timers. Leur contenu peut-être lu à tout moment, par contre s'il est modifié lorsque les compteurs sont en marche la modification ne sera prise en compte que lors du prochain débordement. Les périphériques du microcontrôleur C167 4 M. DALMAU IUT de Bayonne
T2IC (IT n 34), T3IC (IT n 35) et T4IC (IT n 36) : IR : 1 => une interruption a été générée par le débordement du compteur (passage de FFFF à 0 en comptage et de 0 à FFFF en décomptage). Ce bit est positionné même si ILVL est à 0. Il est remis à 0 par la prise en compte de l IT ou doit l être par écriture si l IT n est pas traitée. 2.2 Groupe 2 (timers T5 et T6) Ils peuvent être utilisés en mode timer avec ou sans déclenchement externe jusqu à une fréquence de 5 MHz et en mode compteur d événements externes jusqu à une fréquence de 2,5 MHz. Le comptage se fait sur 16 bits mais on peut les chaîner pour compter sur 32 ou 33 bits. 2.2.1 Registres associés : Timer numéro 5 6 Registre de données T5 T6 Registre de capture CAPREL CAPREL Registre de contrôle T5CON T6CON Registre d interruption T5IC, CRIC T6IC Registres de port P3, DP3, ODP3, P5 P3, DP3, ODP3, P5 2.2.2 Les entrées et les sorties : Timer numéro 5 6 Entrée de commande bit 13 du port 5 bit 12 du port 5 (déclenchement ou comptage) Entrée de sens de comptage bit 11 du port 5 bit 10 du port 5 Entrée de capture bit 2 du port 3 Sortie bit 1 du port 3 Il faut que ces lignes aient été programmées correctement en entrée ou en sortie (voir description de ports parallèles) 2.2.3 Description des registres : Registre de données : contient la valeur de comptage (en lecture pour savoir où en est le comptage, en écriture pour initialiser le compteur) Registre de capture : permet de capturer la valeur de T5 ou de charger une valeur dans T6 lors d un événement. Registre de contrôle : détermine le mode de fonctionnement du timer. Registre d interruption : programmation des interruptions générées par le timer. Registres de port : lignes d entrée ou de sortie des timers (sortie, déclenchement, sens de comptage et capture) Les périphériques du microcontrôleur C167 5 M. DALMAU IUT de Bayonne
T5CON : SC CLR CI UDE UD R M I SC : 0 => pas de capture de T5 dans CAPREL, 1 => capture de T5 dans CAPREL CLR : 0 => T5 n est pas remis à 0 lors d une capture, 1 => T5 est remis à 0 lors d une capture CI : 00 => pas de capture 01 => capture sur le front montant de l entrée de capture (P3.2) 10 => capture sur le front descendant de l entrée de capture (P3.2) 11 => capture sur le front montant et descendant de l entrée de capture (P3.2) UDE : 0 => sens de comptage déterminé par UD, 1 => sens de comptage déterminé par la ligne d entrée de sens de comptage P5.11 (0 => comptage, 1 => décomptage). UD : 0 => comptage, 1 => décomptage R : 0 => timer arrêté, 1 => timer en marche. M : 0 0 => mode timer simple 0 1 => mode compteur 1 0 => mode timer déclenché lorsque l entrée de commande P5.13 est à 0 1 1 => mode timer déclenché lorsque l entrée de commande P5.13 est à 1 I : Si on est en mode timer l horloge du timer est l horloge système (20MHz) divisée par 2 I+2. On obtient donc des unités de temps allant de 200ns à 25,6µs. Si on est en mode compteur : 000 non actif 001 comptage sur les fronts montants de l entrée de commande P5.13 010 comptage sur les fronts descendants de l entrée de commande P5.13 011 comptage sur les fronts montants et descendants de l entrée de commande P5.13 100 non actif 101 comptage sur les passages à 1 du bit OTL de T6CON 110 comptage sur les passages à 0 du bit OTL de T6CON 111 comptage sur les basculements du bit OTL de T6CON T6CON : SR OTL OE UDE UD R M I SR : 0 => pas de chargement de CAPREL dans T6, 1 => chargement de CAPREL dans T6. Le chargement a lieu lors du débordement de T6. OTL : Bascule lors de chaque débordement de T6 OE : 0 => sortie inactive, 1 => sortie active. La sortie est la ligne 1 du port 3, elle bascule lors de chaque débordement du compteur (passage de 0 à FFFF en décomptage et de FFFF à 0 en comptage) UDE : 0 => sens de comptage déterminé par UD, 1 => sens de comptage déterminé par la ligne d entrée de sens de comptage P5.10 (0 => comptage, 1 => décomptage). UD : 0 => comptage, 1 => décomptage R : 0 => timer arrêté, 1 => timer en marche. M : 0 0 0 => mode timer simple 0 0 1 => mode compteur 0 1 0 => mode timer déclenché lorsque l entrée de commande P5.12 est à 0 0 1 1 => mode timer déclenché lorsque l entrée de commande P5.12 est à 1 I : Si on est en mode timer l horloge du timer est l horloge système (20MHz) divisée par 2 I+2. On obtient donc des unités de temps allant de 200ns à 25,6µs. Si on est en mode compteur : 000 non actif 001 comptage sur les fronts montants de l entrée de commande P5.12 010 comptage sur les fronts descendants de l entrée de commande P5.12 011 comptage sur les fronts montants et descendants de l entrée de commande P5.12 Les périphériques du microcontrôleur C167 6 M. DALMAU IUT de Bayonne
T5IC (IT n 37) et T6IC (IT n 38) : IR : 1 => une interruption a été générée par le débordement du compteur (passage de FFFF à 0 en comptage et de 0 à FFFF en décomptage). Ce bit est positionné même si ILVL est à 0. Il est remis à 0 par la prise en compte de l IT ou doit l être par écriture si l IT n est pas traitée. CRIC (IT n 39) : IR : 1 => une interruption a été générée par une transition active sur l entrée de capture (voir bits CI dans T5CON). Ce bit est positionné même si ILVL est à 0. Il est remis à 0 par la prise en compte de l IT ou doit l être par écriture si l IT n est pas traitée. 3 Le générateur MLI (PWM) 3.1 Registres associés : Canal numéro 0 1 2 3 Registre de données PP0, PW0 PP1, PW1 PP2, PW2 PP3, PW3 Registre de comptage PT0 PT1 PT2 PT3 Registres de contrôle et PWMCON0, PWMCON1 et PWMIC d interruption Registres de port P7, DP7 et ODP7 3.2 Les entrées et les sorties : Numéro du canal 0 1 2 3 Ligne de sortie bit 0 du port 7 bit 1 du port 7 bit 2 du port 7 bit 3 du port 7 Il faut que ces lignes aient été programmées correctement en sortie (voir description de ports parallèles) Le signal de sortie d'un canal peut être inversé par la mise à 1 du bit correspondant de P7. Le signal en sortie sur la ligne i du port 7 est le OU EXCLUSIF du signal généré par le canal i et de la valeur écrite dans le bit i de P7. Le signal de sortie en mode train d impulsions est sur la ligne 0 du port 7. Les périphériques du microcontrôleur C167 7 M. DALMAU IUT de Bayonne
3.3 Description des registres : Registres de données : Permettent de régler la fréquence et le rapport cyclique du signal généré. Registre de comptage : Compteur interne du générateur MLI. Registre de contrôle et d interruption : programmation du fonctionnement et des interruptions des 4 générateurs. Registres de port : lignes d entrée ou de sortie associées aux générateurs MLI. PWMCON0 : PIR3 PIR2 PIR1 PIR0 PIE3 PIE2 PIE1 PIE0 PTI3 PTI2 PTI1 PTI0 PTR3 PTR2 PTR1 PTR0 PIRi : Indicateur d interruption du canal i (voir la description des modes de fonctionnement pour savoir quand l interruption est générée). 1 => une interruption a été générée. Ce bit doit être mis à 0 par écriture. PIEi : Autorisation d interruption du canal i. 0 => ne pas générer d interruption, 1 => générer une interruption PTIi : Horloge pour le canal i. 0 => horloge système (20MHz), 1 => horloge système divisée par 64 PTRi : 0 => canal i arrêté, 1 => canal i en marche. PWMCON1 : PS3 PS2 PB01 PM3 PM2 PM1 PM0 PEN3 PEN2 PEN1 PEN0 PSi : 0 => le canal i est en mode normal, 1 => le canal i est en mode impulsion unique (voir description des modes ci-dessous). PB01 : 0 => les canaux 0 et 1 sont indépendants, 1 => les canaux 0 et 1 sont en mode train d impulsions (voir description des modes ci-dessous). PMi : 0 => le canal i est en mode 0, 1 => le canal i est en mode 1. (voir description des modes ci-dessous) PENi : 0 => la sortie du canal i n est pas activée, 1 => la sortie du canal i est activée. Les sorties des canaux 0 à 3 sont les lignes 0 à 3 du port 7. PWMIC (IT n 63) : IR : 1 => une interruption a été générée par l un des 4 canaux. Ce bit est positionné même si ILVL est à 0. Il est remis à 0 par la prise en compte de l IT ou doit l être par écriture si l IT n est pas traitée. Il faudra regarder les bits PIR3 à PIR0 de PWMCON0 pour savoir quel canal est à l origine de l interruption. 3.4 Les modes : Mode 0 : Le signal généré par le canal i est à 0 tant que le compteur est < PWi, puis il passe à 1 jusqu à ce que le compteur atteigne PPi. Une interruption est émise à chaque fin de cycle. Mode 1 : Le signal généré par le canal i est à 0 tant que le compteur est < PWi, puis il passe à 1 jusqu à ce que le compteur atteigne PPi. A ce moment le compteur se met en décomptage et le signal retournera à 0 quand le compteur redeviendra < PWi. Une interruption est émise à chaque fin de cycle. Mode train d impulsions : Le signal généré sur la ligne 0 du port 7 est le ET logique des sorties qu auraient générées les canaux 0 et 1 qui peuvent être mis en mode 0 ou en mode 1. Une interruption est émise à chaque fois qu elle le serait sur le canal 0 ou sur le canal 1. Mode impulsion unique : Fonctionne comme le mode 0 mais un seul cycle est généré. Une interruption est émise à la fin du cycle. Les périphériques du microcontrôleur C167 8 M. DALMAU IUT de Bayonne
4 Convertisseur Analogique / Numérique 4.1 Registres associées : Registres de données Registre de contrôle Registres d interruption Registres de port ADDAT et ADDAT2 ADCON ADCIC et ADEIC P5 4.2 Description des registres : Registres de données : Lecture des résultats des conversions normale et insérée. Registre de contrôle : Programmation du mode de fonctionnement et de la vitesse de conversion. Registres d interruption : Interruptions générées par les fins de conversion ou les pertes d information. Registres de port : Lignes d entrée des valeurs analogiques (16 lignes) ADCON : ADCTC ADSTC ADCRQ ADCIN ADWR ADBSY ADST ADM ADCH ADCTC: Temps de conversion 00 => 12 * période de horloge système 11 => 24 * période de horloge système 10 => 48 * période de horloge système La période de l horloge système est de 50ns (20 MHz). ADSTC : Temps d'échantillonnage (chargement de la capacité utilisé par l'échantillonneur bloqueur interne) 00 => même valeur que le temps de conversion 01 => temps de conversion * 2 10 => temps de conversion * 4 11 => temps de conversion * 8 La durée totale d une conversion est : (14 * temps de conversion) + (2 * temps d'échantillonnage) + (2 * horloge système). ADCRQ : Demande d insertion d une conversion dans un cycle, ADDAT2 indique le numéro du canal à insérer (voir fonctionnement ci-dessous) ADCIN : 0 => insertion de conversion interdite, 1 => insertion de conversion autorisée ADWR : 0 => une conversion est relancée selon ce qui est indiqué dans ADM, 1 => la conversion est relancé par la lecture de ADDAT ADBSY : 0 => le convertisseur est inactif, 1 => le convertisseur est actif ADST : La mise à 1 de ce bit lance une conversion ADM : 00 => conversion unique sur un canal 01 => conversion en continu sur un canal 10 => conversion unique sur plusieurs canaux 11 => conversion continue sur plusieurs canaux ADCH : Numéro du canal en mode conversion mono-canal ou numéro du dernier canal en mode conversion multi-canaux. ADDAT : CHNR ADRES CHNR : Numéro du canal sur lequel a eu lieu la conversion. ADRES : valeur de conversion (0 pour 0V, 1023 pour 5V). ADDAT2 : Fonctionne comme ADDAT mais reçoit le résultat d une conversion insérée dans un cycle (voir cidessous) Les périphériques du microcontrôleur C167 9 M. DALMAU IUT de Bayonne
ADCIC (IT n 40) : IR : 1 => une interruption a été générée par la terminaison d une conversion. Ce bit est positionné même si ILVL est à 0. Il est remis à 0 par la prise en compte de l IT ou doit l être par écriture si l IT n est pas traitée. ADEIC (IT n 41) : IR : 1 => une interruption a été générée soit par un overflow (une conversion est terminée sans que l on ait lu le résultat précédent dans ADDAT) soit par la terminaison d une conversion insérée (la valeur est présente dans ADDAT2). Ce bit est positionné même si ILVL est à 0. Il est remis à 0 par la prise en compte de l IT ou doit l être par écriture si l IT n est pas traitée. 4.3 Modes de fonctionnement 4.3.1Conversion mono-canal La conversion se produit sur le canal choisi par les bits ADCH de ADDCON - Conversion unique : Lancée par la mise à 1 du bit ADST, quand elle se termine ADST et ADBSY passent à 0 - Conversion continue : Si ADWR est à 0, dès qu une conversion est terminée une autre démarre et ceci tant que ADST est à 1 (ADBSY reste à 1). Si ADWR est à 1, une nouvelle conversion démarre dès la lecture de ADDAT et ceci tant que ADST est à 1 (ADBSY reste à 1). 4.3.2 Conversion multi-canaux - Conversion unique : Lancée par la mise à 1 du bit ADST. L entrée indiquée par ADCH est convertie puis, lorsque c est terminé, c est l entrée précédente qui l est. Ceci jusqu à l entrée 0. Quand le cycle se termine ADST et ADBSY passent à 0 - Conversion continue : Si ADWR est à 0, dès qu une conversion est terminée sur un canal, une autre démarre sur le canal précédent. Lorsque l on a fini sur le canal 0, on reprend à partir de ADCH. Ceci tant que ADST est à 1 (ADBSY reste à 1). Si ADWR est à 1, une nouvelle conversion démarre sur le canal précédent démarre dès la lecture de ADDAT. Lorsque l on a fini sur le canal 0, on reprend à partir de ADCH. Ceci tant que ADST est à 1 (ADBSY reste à 1). 4.3.3 Insertion de conversion Permet d'insérer une conversion en mode continu. Le cycle est suspendu, la conversion insérée est faite, son résultat est mis dans ADDAT2 et le cycle reprend. Le numéro de l entrée à insérer est placé dans ADDAT2 et l insertion est lancée par la mise à 1 du bit ADCRQ. Les périphériques du microcontrôleur C167 10 M. DALMAU IUT de Bayonne
5 Interruptions externes rapides 5.1 Registres associés Registre de contrôle Registres d interruption Registres de port EXICON CC8IC à CC15IC P2, DP2 et ODP2 5.2 Les entrées : Nom de l interruption EXI0 EXI1 EXI2 EXI3 EXI4 EXI5 EXI6 EXI7 Numéro d interruption 24 25 26 27 28 29 30 31 Ligne d entrée (bit du port 2) 8 9 10 11 12 13 14 15 Il faut que ces lignes aient été programmées correctement en entrée (voir description de ports parallèles) 5.3 Description des registres : Registre de contrôle : Choix du front de déclenchement de l interruption. Registres d interruption : Programmation des interruptions générées par les lignes d entrée externes. Registres de port : Lignes d entrée d interruption (8 lignes de fort poids du port 2) EXICON : EXI7ES EXI6ES EXI5ES EXI4ES EXI3ES EXI2ES EXI1ES EXI0ES EXIiES : contrôle la ligne d entrée provoquant l interruption EXTi c est à dire la ligne 8+i du port 2. 00 => pas d interruption générée 01 => Interruption sur front montant 10 => Interruption sur front descendant 11 => Interruption sur front montant ou descendant CC8IC à CC15IC (ITs n 24 à 31) : IR : 1 => une interruption a été générée par la ligne 8 à 15 du port 2. Les périphériques du microcontrôleur C167 11 M. DALMAU IUT de Bayonne