1. 카운터로 사용한다

PIC의 타이머는 입력으로 내부 클록 신호 이외에, 외부로부터의 펄스신호를 사용할 수도 있다.
그 입력 핀이 RA4(T0CKI)이다. 이것을 이용하면 외부 신호의 카운트를 할 수 있어, 인원수 카운터나 주파수 카운터 등을 만들 수 있다.
여기서는 우선, 쉬운 예로 인원수나 이벤트의 카운터를 만드는 방법과, 비교적 어렵다고 하는 주파수 카운터로 동작시키는 방법을 소개한다.

2. PIC의 카운터의 내부 구성

실제 PIC의 내부 카운터 구성은 아랫 그림과 같이 되어 있다.
여기서 RTE, RTS, PSA라는 신호는 내부의 전환제어신호로, OPTION 레지스터로 지정한다. 한번 지정하면 그대로 전원이 OFF될 때까지, 즉 RESET이 걸릴 때까지는 유지된다.



여기서 각 의미를 설명한다.

·RTS: 입력 전환
카운터에의 입력신호를 내부 클록로 할 것인지, 외부 신호로 할 것인지를 지정하는데, 카운터로 사용할 때에는 외부로 한다.

·RTE: 에지 전환
입력신호의 상승인지 하강인지, 어느 에지에서 카운트업할 것인가를 지정한다. 신호가 들어갔을 때에 count up하므로 상승 에지로 해둔다.

·PSA: 프리스케일러 전환
프리스케일러 카운터를 사용할 것인지 사용하지 않을 것인지를 지정한다. 프리스케일러는 카운터 TMR0의 앞단에 붙는 카운터로, 고속으로 동작할 수 있다.
그 대신, 프리스케일러는 프로그램으로 읽어낼 수 없으므로 개개의 카운트 표시는 할 수 없게 된다.
즉, 프리스케일러를 8카운트 동작으로 지정하면 8카운트 단위로밖에 표현할 수 없다는 것이다. 프리스케일러는 8비트 카운터로 되어 있기 때문에 최대 256 카운트의 프리스케일이 가능하다.
프리스케일의 동작 지정은 OPTIN 레지스터의 PS0, 1, 2의 3비트로 한다. 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256의 8계통의 프리스케일값을 지정할 수 있다.

·TMR0: 카운터 본체
내부 카운터 본체로, 8비트의 카운터이다. 따라서 이것만이면 256 카운트가 최대값으로 된다.
프리스케일러의 최대에 맞추어 16비트 즉, 65,535 카운트가 최대값으로 된다.
카운터에의 조건 설정 등을 했을 때에는 항상 TMR0은 zero clear된다. 또한 카운터가 오버플로했을 때에는 overflow flag로 INTCON 레지스터내의 T0IF 비트가 "1"로 된다.
또한 인터럽트를 허가하고 있으면 이 시점에서 인터럽트가 발생한다.
이 T0IF 비트는 프로그램으로 CLEAR 할 때까지 "1" 그대로 유지한다.
따라서, 오버플로 처리로 이것을 0 CLEAR하지 않으면 다음 overflow을 알 수 없게 된다.

3. 카운터의 성능

PIC의 내부 카운터 동작이 어느 정도 고속으로 동작하는가는 규격표에서 아래와 같이 된다. 전제는 클록을 10MHz로 한다.
결론부터 말하면 프리스케일러가 없을 때는 최대 2.3MHz, 프리스케일러가 부착되었을 때는 최대 18MHz로 된다.

TMR0 카운터 본체: 최소 펄스폭=(클록사이클)+20ns=420ns 주기=2.38MHz
프리스케일러 본체 : 최소 펄스폭=50ns(전원 5V)=20MHz
프리스케일러와 TMR0의 조합일 ㄸ:
최소 펄스폭=((클록사이클)+40ns)/(프리스케일러값)
프리스케일러값별로 계산하면,

=440/2=220nsec=4.54MHz
=440/4=110nsec=9.09MHz
=440/8=55nsec=18.1MHz(최대동작값)
=440/16=27.5nsec=36.3MHZ>20MHz

4. 이벤트 카운터로 한다

먼저, 카운터의 동작 모드를 설정하기 위한 초기설정부터 시작한다.
 

[초기설정 루틴 BSF            STATUS,RP0            ;Set page 1 MOVLW      068H                        ;set to no prescale MOVWF      OPTION_REG            ;OPTION register set BCF            STATUS,RP0            ;Set Page 0 CLRF          TMR0                       ;Clear TMR0 [OPTION 레지스터의 설정] RBPU           0 : PORTB의 PullUp               =없음 INTEDGE      1 : INT 인터럽트 신호의 에지   =상승 RTS             0 : 입력의 선택                      =A4 핀 지정 RTE             0 : TMR0의 카운트 에지          =상승 PSA             1 : 프리스케일러 유무            =없음 PS1~3         0 : prescaler값                       =지정하지 않음

다음에 카운터 결과를 읽어들이는 방법이다.
TMR0만이면 8비트 카운터이므로 256 카운트가 최대 카운트수이다. 그러나, overflow flag가 있기 때문에 이것을 사용하면 프로그램에 의해 오버플로 플래그를 항상 감시함으로써 카운터의 바이트수를 임의로 확장할 수 있다.
아래 예는 BYTE0, 1의 2바이트 카운터로 된다.
 

[오버플로 플래그의 감시 루틴] LOOP     BTFSS       INTCON,T0IF     ;get overflow flag              GOTO        SKIP                 ;goto not overflow              BCF           INTCON,T0IF     ;reset T0IF              MOVLW1                           ;count up data              GOTO        NEXT SKIP      NOP                                  ;dumy NOP              NOP              MOVLW     0                      ;not count up data NEXT     ADDWF      BYTE1,F           ;BYTE1+T0IF              MOVF        TMR0,W            ;get TMR0              MOVWF     BYTE0               ;set to BYTE0              GOTO        LOOP

5. 주파수 카운터로 한다

일정시간(예를 들면 100msec)만 외부신호의 카운트를 할 수 있다면 주파수 카운터로 된다. 따라서, 외부에 게이트 회로를 설치하고, 일정시간을 PIC의 소프트웨어로 만들어 이 게이트의 개폐를 제어한다.
그러나, 곤란함 점은 이 일정시간을 만들고 있는 동안에도 주파수 카운트는 동시에 끊임없이 계속하도록 소프트웨어를 동작시키지 않으면 안된다는 것이다.

[카운터 동작 루틴]

카운트 결과를 BYTE1~2의 3바이트로 저장한다. prescaler 없음의 설정으로 전항의 초기설정과 같은 설정으로 한다. 100ms의 일정시간만 카운트하기 위해 게이트가 비어 있는 시간을 프로그램 스텝수로 제어한다. 외부 게이트의 제어는 PORTB의 RB0으로 하고 있다.
 

MESURE    CLRF        TMR0        ;counter reset                  BSF          PORTB,0   ;open GATE                  CLRF        OVRFLW   ;reset overflow flag                  CALL        LOOP       ;(249996+2steps)                  NOP                         ;dumy NOP(249999 steps)                  BCF          PORTB,0   ;close GATE(250000 steps)                  MOVF       TMR0,W    ;get TMR0                  MOVWF    BYTE0       ;set to BYTE0                  RETURN ;오버플로 감시, 카운트업 ;일정시간의 확보(100ms) LOOP       MOVLW      08DH             ;loop counter 141                 MOVWF      LPCNT1 MESLP1    MOVLW      088H             ;set counter 136                 MOVWF      LPCNT2        ;set counter MESLP2    BTFSS        INTCON,T0IF  ;13 steps loop                 GOTO         DUMY1                 BCF            INTCON,T0IF ;reset T0IF                 MOVLW      1                  ; count up                 GOTO         NEXT DUMY1      NOP                              ;dumy NOP                 NOP                               ;같은 스텝수로 하기 위해                 MOVLW      0                  ;카운트업 없음 NEXT        ADDWF       BYTE1,F       ;BYTE1+T0IF                 RLF            BYTE1,W      ;carry to d0                 ANDLW       1                  ;mask                 ADDWF       BYTE2,F       ;BYTE2+Carry                 DECFSZ      LPCNT2,F     ;check loop end                 GOTO         MESLP2       ;loop                 NOP MESLP3    DECFSZ      LPCNT1,F    ;(13*LPCNT2+5)*LPCNT1                 GOTO         MESLP1       ;(13*136+5)*141=249993-1                 RETURN                         ;+2=249994

다음은 액정표시기와 접속하고, 그 제어 소프트웨어에 대해 설명한다