การสร้างฟังก์ชันนับเวลาทุก ๆ 1 มิลลิวินาที

  ในการทำงานกับไมโครคอนโทรลเลอร์บ้างครั้งเราคง อยากที่จะได้ฟังก์ชันที่สามารถนับเวลาทุก 1 มิลลิวินาทีและนับต่อเนื่องไปเรื่อย ๆ จนกว่าเราจะปิดเครื่องหรือรีเซตจึงกลับมาเริ่มตันนับเวลาใหม่ ฟังก์ชันนับเวลาแบบนี้มีประโยชน์มาก เมื่อเราต้องการให้โปรแกรมยังคงทำงานส่วนอื่น ๆ ไปก่อน จนกว่าจะได้เวลาที่ต้องการแล้วค่อยทำงานในส่วนของเวลาที่ได้กำหนดไว้ จากนั้นก็กลับไปทำงานอื่นตามเดิมจนกว่าจะได้เวลาครบตามที่กำหนดอีกครั้ง 
        
        ฟังก์ชันที่เราสร้างขึ้นมานี้ ให้ชื่อว่า millis()บางท่านอาจจะคุ้น ๆ กับชื่อฟังก์ชันนี้ ถ้าท่านเคยได้เล่นไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใคร ๆ ก็บอกว่าง่าย จะมีฟังก์ชันนี้มาให้แล้ว แต่ถ้าท่านอยากรู้ว่า dsPIC30F ก็สามารถทำฟังก์ชันดังกล่าวได้ง่าย ๆ เช่นเดียวกัน  (ตามตัวอย่างบทความนี้) และอยากรู้ว่าง่ายอย่างไรลองมาลงคอร์สเรียนกับเราครับ เรื่องที่ยากสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์จะกลายเป็นเรื่องที่ง่ายในทันที  :)

ความรู้ทั่วไป

        การนับเวลาด้วยโมดูล Timer1 มีสิ่งที่ต้องทำความเข้าใจดังนี้คือ

• ค่า PLLx (Phase Lock Loop) หรือตัวคูณความถี่ มีค่าเท่ากับ 1, 4, 8, และ 16 
• ค่า Prescaler หรือตัวหารความถี่ มีค่าเท่ากับ 1, 8, 64 และ 256 
• internal instruction cycle clock เท่ากับ Fosc/4 
• Timer1 มีขนาด 16 บิต นับได้สูงสุดเท่ากับ 65535 ค่า และเมื่อนับจนถึงค่าสูงสุด (65535) จะกลับไปเริ่มต้นนับศูนย์ใหม่ การกลับไปนับเริ่มต้นใหม่นี้ เรียกว่าการเกิดโอเวอร์โฟลว์ของการนับ 
• การนับหนึ่งครั้งของ Timer1 จะใช้เวลาเท่ากับ T = 1/f = 1/(Fosc/4) และเมื่อเกี่ยวข้องกับค่า PLLx และ Prescaler จะได้สมการการนับดังนี้

T = 1/ [(Fosc X PLLx) / (4 X Prescaler)]

• เมื่อมีการเปิดใช้งานอินเตอร์รัปต์ ทุก ๆ การเกิดโอเวอร์โฟลว์จะเกิดอินเตอร์รัปต์ 

วงจรทดลองตามรูป

 
โค้ดโปรแกรมก็ตามนี้ครับ (โค้ดสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ dsPIC30F)

1  : /*****************************************

2  : Author:     prajin palangsantikul

3  : Course:     dsPIC Microcontroller

4  : WWW:        www.appsofttech.com

5  : *****************************************/

6  : #include

7  : #include

8  :

9  : _FOSC(CSW_FSCM_OFF & XT);

10 : _FWDT(WDT_OFF);

11 :

12 : #define PLLx    1         // XT

13 : #define Fosc    7372800   // 7.3728MHz

14 : #define Pre     256      // Prescaler

15 : #define Tc      ((4.0*Pre)/(Fosc*PLLx)) // Timer Count

16 : #define To      (Tc*1000) // Timer Overflow (ms)

17 : #define T1ms    (1/To)   // Count 1 ms

18 :

19 : volatile unsigned long t_millis = 0;

20 : unsigned long millis();

21 :

22 : const long interval = 1000;

23 : int ledState = 0;

24 : unsigned long previousMillis = 0;

25 :  

26 : // Setup function

27 : void setup(void)

28 : {

29 :   OpenTimer1(T1_ON &

30 :              T1_IDLE_CON &

31 :              T1_GATE_OFF &

32 :              T1_PS_1_256 &

33 :              T1_SYNC_EXT_OFF &

34 :              T1_SOURCE_INT,

35 :              T1ms);

36 :

37 :   ConfigIntTimer1(T1_INT_ON);

38 :  

39 :   _TRISD0 = 0;    // Set RD0 Output

40 : }

41 :

42 : // Main function

43 : int main(void)

44 : {

45 :   char ledState;

46 :   unsigned long currentMillis;

47 :  

48 :   setup();

49 :  

50 :   while(1) {      // Loop

51 :     currentMillis = millis();

52 : 

53 :     if(currentMillis - previousMillis >= interval) {

54 :       previousMillis = currentMillis;  

55 :

56 :       if (ledState == 0)

57 :         ledState = 1;

58 :       else

59 :         ledState = 0;

60 :

61 :       _LATD0 = ledState;

62 :     }

63 :   }

64 : }

65 :

66 : unsigned long millis()

67 : {

68 :   return t_millis;

69 : }

70 :

71 : // Timer1 Interrupt

72 : void _ISR _T1Interrupt(void)

73 : {

74 :   t_millis++;

75 :   _T1IF = 0;

76 : }