「天文屋のためのマイコン入門」タイマープログラムの改良

前回出したタイマーのプログラムですが、ちょっと改良してみましょう。

まず、タイマーレジスタTMR0に-30を代入してカウントアップしていますが、単純に考えてこの値が大きいほど精度が良くなると想像できます。

値が30ということは、最大1/30の誤差を伴います。ただ、大きくすると言っても、8ビットレジスタなので、最大で255までです。それを考慮して、計算する必要があります。

プリスケーラーの分周比を現在の1/256から8倍の1/32にしてみたらどうでしょう。

この場合、TMR0に入力されるクロックの周波数は

31250÷4÷32 = 244Hz

したがって、TMR0レジスタに-244を代入してカウントアップすることにします。

分周比を1/32にするには、OPTION_REGのビット0とビット1を0にクリアします。したがって、以下の２行を初期化部に追加します。

BCF    81h,1
BCF    81h,0

もう一つの改良点

TMR0レジスタが0になったかどうかの判定ですが、TMR0レジスタの値をワーキングレジスタに転送し、ゼロフラグで判定しています。しかし、その間にもTMR0レジスタはカウントアップしていますので、0を読みすごしてしまう不安が生じます。

ただ、この不安はあたりません。なぜなら、TMR0に入力されるクロックは、命令のクロックを128分周しています。つまり、TMR0が0から1にカウントアップしている間にマイコンは、128命令も実行してしまいます。これなら読みすごしてしまうことはないでしょう。

ただ、後で説明しますが、割込みというのが発生するとプログラムが中断され、その間にもTMR0がカウントアップするので、まったく可能性がないともいえません。

そこで、もう少しましな方法を採用します。

実は、TMR0がオーバーフローすると、セットされるフラグがあるのです。INTCONというレジスタ(0bh番地）のビット2がそうです。ですから、このビットでオーバーフローを判定します。このビットをオーバーフローフラグといいます。

プログラムは以下のようになります。

まず、オーバーフローフラグを０にクリアします。なぜならオーバーフローフラグは自動ではクリアされず、プログラムでクリアする必要があるためです。

BCF  0bh,2  　;オーバーフローフラグクリア

16進数で先頭がアルファベットの場合は先頭に0をつけます。

次に、オーバーフローフラグを判定し、セットされているなら、つまりオーバーフローが発生しているなら、次のGOTO命令をスキップして、サブルーチンを終了します。

BTFSS 0bh,2  　　　　　;オーバーフローしたらスキップ
GOTO Wait1s_LOOP 　;オーバーフローしないならループ

プログラムの全部を掲載します。

 

さて、この1秒待つサブルーチンですが、これは正確な1秒ではありません。確かに、TMR0は1秒でオーバーフローしますが、このサブルーチンを呼び出して処理する命令実行時間がかかりますので、１秒より長くなります。これをオーバーヘッドといいます。

正確に１秒にしたいなら、このオーバーヘッドも考慮してTMR0の初期値を決定する必要がありますが、今後説明する「割込み」という機構を利用する方が懸命です。

まとめ

これで一通り、タイマーの説明をしましたが、関連するレジスタが３つ出てきました。これを最後にまとめておきます。

TMR0　1h番地
タイマー0レジスタ　0から255までカウントアップしている

OPTION_REG　81h番地（バンク1の1h番地）
TMR0の入力クロック源を選択したり、プリスケーラーの分周比を選択するレジスタ

INTCON　0bh番地
TMR0のオーバーフローフラグがあるレジスタ