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Thema: Timer in CTC, Berechnung von OCR

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Timer in CTC, Berechnung von OCR

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    Hi,

    ich verwende den Timer0 eines Mega32 im CTC-Modus. Ich habe einen 16MHz Quarz angeschlossen, Fuses sind gesetzt. Ich möchte Interrupt alle 2µs auslösen.

    Welchen Wert muss ich nun einsetzen? Prescaler habe ich ausgeschaltet (Clocksource ist also der Systemtakt (16MHz)).

    Meine Berechnung:
    Ein Takt dauert 1 / 16MHz = 62.5ns
    Ich muss also alle (2µs / 62.5ns = 32) Takte einen Interrupt auslösen.
    Folglich stelle ich OCR auf 32.

    Es ergibt sich aber (mit Oszi-Messung), dass der Zeitabstand zwischen den IRQs (gemessen wird PORTA:0) etwas größer ist als 2µs (genauer gesagt: er ist 2,3µs groß).

    Woran liegt das?
    Dachte, es liegt vllt daran, dass durch den IRQ-Aufruf Zeit verbraucht wird, aber das sollte sich ja ausgleichen.

    Gruß, CowZ
    PS: Hier der Code:
    Code:
    #include <stdint.h>
    #include <avr/io.h>
    #include <avr/interrupt.h>
    
    uint8_t sync;
    
    int main(void)
    {
    	DDRA = 0xFF;
    
    	// Timer initialisation
    	// CTC
    		TCCR0 |= (1<<WGM01);
    		TCCR0 &= ~(1<<WGM00);
    	// OC0 disabled
    		TCCR0 &= ~( (1<<COM01) | (1<<COM01) );
    	// Clock
    	   TCCR0 |= (1<<CS00);
    	   TCCR0 &= ~( (1<<CS02) | (1<<CS01) );
    	// OCR Settings
    	   OCR0 = 32;
    	// IRQ-Settings
    	   TIMSK |= (1<<OCIE0); // Compare Match IRQ
    	   
    	sync = 0;
    	
    	sei();
    	while(1)
    	{};
    }
    
    ISR(TIMER0_COMP_vect)
    {
    	if (sync)
    	{
    	   PORTA = 1;
    	   sync = 0;
    	}
    	else
    	{
    	   PORTA = 0;
    	   sync = 1;
    	}
    }

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    alle 32 Takte ein Interrupt ?
    Nicht schlecht, soll der Controller sonst noch was machen ?
    Poste mal bitte die *.lss Datei, damit man sehen kann, wie lange verweilt er in dem Interrupt.

    Gruß Sebastian
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    Linus Torvald

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Hi,

    du meinst du .lst Datei?

    Kein Problem, ist im Anhang

    Gruß, CowZ
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  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Ich meinte schon *lss, aber egal, die ist auch gut
    Ich habe die ISR rauskopiert und die Takte eben gezählt(Hoffe, daß ich mich nicht grob verechnet habe)
    Code:
    ISR(TIMER0_COMP_vect)
    {
      ca:	1f 92       	push	r1		2
      cc:	0f 92       	push	r0		4
      ce:	0f b6       	in	r0, 0x3f	5
      d0:	0f 92       	push	r0  		7
      d2:	11 24       	eor	r1, r1		8
      d4:	2f 93       	push	r18 		10
      d6:	8f 93       	push	r24		12
    	if (sync)
      d8:	80 91 60 00 	lds	r24, 0x0060     14
      dc:	88 23       	and	r24, r24        15
      de:	29 f0       	breq	.+10     	16
    	{
    	   PORTA = 1;
      e0:	81 e0       	ldi	r24, 0x01	17
      e2:	8b bb       	out	0x1b, r24	18
    	   sync = 0;
      e4:	10 92 60 00 	sts	0x0060, r1      20
      e8:	04 c0       	rjmp	.+8      	22
    	}
    	else
    	{
    	   PORTA = 0;
      ea:	8b bb       	out	0x1b, r24	19
    	   sync = 1;
      ec:	21 e0       	ldi	r18, 0x01	20
      ee:	20 93 60 00 	sts	0x0060, r18	22
      f2:	8f 91       	pop	r24             24/24
      f4:	2f 91       	pop	r18		26/26
      f6:	0f 90       	pop	r0		28/28
      f8:	0f be       	out	0x3f, r0	29/29
      fa:	0f 90       	pop	r0    		31/31
      fc:	1f 90       	pop	r1		33/33
      fe:	18 95       	reti			37/37
    Bevor der µC in die ISR springt vergehen noch 3(?) Takte insgesammt dann 40(?), tja dumm gelaufen...

    Kannst Du das nicht anders lösen ?
    Den zugehörigen Pin in Hardware toogeln lassen ?

    Gruß Sebastian

    P.S. Doch verrechnet Es war ein Takt zu viel....
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    Linus Torvald

  5. #5
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    So sieht's aus!
    Aber hast Du schon die unterschiedlichen Optimierungen versucht? Ich würde mit der Optimierung s (Space) anfangen. Es besteht Optimierungspotential bei den verwendeten Registern. Eigentlich käme der Compiler nämlich auch mit weniger als 5 Registern aus. Dann würdest Du einige Pushs usw. sparen und kämst so vielleicht in die Region von 25-31 Takte. Wenn Du dann noch als erstes in der ISR den Timer ausschaltest, und den OCR1 Wert auf 32-(optimierte Taktzahl) einstellst), also irgendwas zwischen 1-10, dann könnte es gehen.
    Ansnonsten sehe ich gerade nur die Möglichkeit, das Programm in Assembler zu schreiben. Dann kannst Du Dir die ganzen Pushs und Pops sparen. Das müsste gehen, wenngleich dann auch nicht mehr viel weiteres geht.
    Möglicherweise kannst Du auch (zb mit Inline Assembler) in C die ISR umgehen, indem Du statt des Funktionsaufrufs den Sprung selbst nutzt. Keine Ahnung ob und wie sowas geht. Vielleicht weiß das wer anders...
    Gruß

  6. #6
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    Hallo,
    als größte Optimierung würde ich die Globale Variable sync rausschmeissen und den Pin einfach nur in der ISR toogeln,
    Code:
    PORTA ^=(1<<PA1);
    Das dürfte schon ein paar Takte einsparen

    Aber wie gesagt, am besten alles in Hardware machen,
    non PWM ,den zugehörigen PIN bei Compare Match toogeln und OCR0 auf 16 stellen.

    Nachteil, es ist nicht unbedingt PA1
    Vorteil der Controller kriegt langeweile und kann in der Zeit was anderes machen

    Gruß Sebastian
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    Linus Torvald

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Ja stimmt, synch muss raus, aber
    PORTA xor (1<<PA1) ?
    warum nicht
    PORTA = ~PORTA
    Mit Optimierung meinte ich die Option im C-Compiler.
    Ist ein µC keine Hardware???
    Gruß

  8. #8
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    Hallo Gock,
    Ja stimmt, synch muss raus, aber
    PORTA xor (1<<PA1) ?
    warum nicht
    PORTA = ~PORTA
    Ich weiß nicht, was CowZ vor hat
    Mit PORTA = ~PORTA;
    wackelst Du an allen PortA Pins
    mit
    PORTA^=(1<<PA0); <- PA0 und nicht PA1
    nur am PA0 was der Aufgabenstellung eher entspricht
    Na egal, wir wissen ja nicht, was wirklich verlangt wird...

    Mit Optimierung meinte ich die Option im C-Compiler.
    Ich weiß, wie Du das meinst, die Variable rauszuschmeissen bringt aber das meiste
    Ist ein µC keine Hardware???
    klar, ich meine das Toggeln komplett in Hardware machen, ohne Interrupts!
    Bei M32 wäre das der Pin PB3, der mit der ComparMatch Unit von Timer 0 zusammenhängt...

    Gruß Sebastian
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    Linus Torvald

  9. #9
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    Hi,

    was ich schlussendlich vorhatte/vorhabe: einen BAS-Sync erzeugen. Mal schauen, vllt mach ich das auch mit nem CPLD, mal schauen.

    Vielen Dank erstmal für eure Hilfe. Bin ab morgen eine Woche in Barcelona, danach mal gucken, wie ich das mache

    Gruß, CowZ

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    @ izaseba
    Ach die Hardware meinst Du... Sag das doch gleich!
    Ja, auch ne gute Idee, aber wie Du schon sagtest, man weiß zu wenig, den optimalen Tip zu geben.
    Die Schreibweise mit dem XOR kannte ich noch nicht.
    Gruß

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