Interrupt Timer dan Counters

  Sistem Tertanam Interrupt Timer dan Counters

• Interrupt = Interupsi (penyelaan / pemotongan)
• Apa kaitannya dengan program?
• Apa keuntungannya menggunakan interrupt?
• Seberapa pentingkah menggunakan interrupt?
• Apa yang terjadi jika tidak menggunakan interrupt?

• Fungsi dalam arduino yang menggunakan inter>millis() dan micros()
• analogRead() dan analogWri>Built-in library yang menggunakan inter>Tone library
• Servo library

• Terdapat dua buah macam Interr>Hardware Interrupt • Timer Inter>Apa perbedaan keduanya?
• Pada saat apa kita memerlukan hardware interrupt?
• Pada saat apa kita memerlukan timer interrupt?

• Cara mainstream membuat program dengan periode tertentu?
• Apa saja kerugian menggunakan cara tersebut?
• Interrupt timer sangat dibutuhkan!

• Timer bekerja dengan menghitung (0,1,2,3,.....).
• Menambah 1 nilai per satu clock yang ada dalam variable counter.
• Overflow terjadi saat nilai tersebut mencapai nilai maksimum dari variable counter, dan nilai kembali menjadi 0
• Saat variable overflow kita dapat mendefinisikan Interrupt Service Routine (
• ISR dapat berisi program yang kita ingin kerjakan secara periodik

  Nama _{timer bits channel} ^Atmega _Pin ^Arduino _{Pin timer0 8 A PD6 6} timer0 ^{8 B PD5 5} _{timer1 16 A PB1 9} timer1 ^{16 B PB2 10} _{timer2 8 A PB3 11} timer2 ^{8 B PD3 3}

• Timer interrupt sudah dipakai oleh fungsi dalam arduino
• timer0 dipakai untuk millis() dan micros()

  timer1 dan timer2 dipakai untuk analogWrite()

• Kita tetap bisa menggantinya, bukan berarti kita tidak bisa memakainya.
• T

C

C

R

• T

C

C

R

  ou

  egister B : OCR nB

  ompare

  utput

  :

  TCNT n

  imer

  egister A : TCCR nA

  imer /

  egister A : TCCR nB

  ontrol

  ounter

  imer /

  ounter

  ontrol

• T

C

NT

• O utput C ompare R egister A : OCRn A •

O

C

R

• n = nomor timer/counter

• Apa saja yang kegunaan register-register terse>Set-up mode untuk timer/counter
• Set-up parameter-parameter yang dibutuhkan
• Memilih bentuk gelombang (waveform) output kita
• Meyediakan opsi/setting untuk membandingkan nilai waveform kita dengan nilai yang kita tentukan yang lain.

• Apa saja yang kegunaan register-register terse>Set-up mode untuk timer/counter
• Set-up parameter-parameter yang dibutuhkan
• Memilih bentuk gelombang (waveform) output kita
• Meyediakan opsi/setting untuk membandingkan nilai waveform kita dengan nilai yang kita tentukan yang lain.

• COMnA1
• TC
• COMnA2

  Bits Register _{Built-in variable yang langsung bisa Built-in konstanta yang siap kita} • COMnB1 _{kita pakai tanpa deklarasi pakai untuk mengisi nilai register} • COMnB2

• WGMn1
• W
• Bit COMnx, mengontrol

  behavior dari Output Compare Pins (OCnA, OCnB)

• Bit WGMnx, mengontrol

  fungsi dari Output Compare Pins (OCnA, OCnB) Normal? Fast PWM?

  CTC? Phase Correct

• Mode 1: Normal • Mode 2: CTC (Clear Timer on Compare)
• Mode 3: Fast PWM
• Mode 4: Phase-Correct PWM

  Mode 3: Fast PWM Mode 4: Phase Correct PWM

  Pre sca ller?

• Masih ingat prinsip kerja interrupt timer? • Menghitung nilai (0,1,2,3,....) sampai TCNTn overf>

  • Saat overflow, ISR (Interrupt Service Routine) kita ditrigger dan dijalankan>Contoh sederh>kita gunakan timer1 (besar TCNTn 16 bit)

• kita coba gunakan berikan nilai CS12:0 menjadi 001 (tidak ada prescalling)

• Anggap kita memiliki rutin untuk menyalakan LED di dalam ISR kita
• Coba tebak, seberapa cepat LED kita berkedip?
• Jawa
• Atmega memiliki 16MHz clock (16,000,000 cycle dalam 1 detik)
• Timer1 memiliki nilai maksimum 65535 (16 bit)
• Atmega hanya membutuhkan 1/16,000,000 * 65536 =

  0.0041 detik untuk berhitung dari 0 sampai 65525 dan membuat TCNT1 overflow

• LED kita akan berkedip setiap 0.0041 detik!

  terlalu cepat!

• Prescaller dapat mengurangi kecepatan hitung timer1 kita!

• • Penambahan nilai TCNTn bisa diatur untuk tidak secepat kecepatan clock kita,

  tetapi setiap

  1/n * kecepatan clock kita

• dimana n adalah prescaller yang kita inginkan

• • Supaya tidak terlalu cepat, kita coba untuk menggunakan 1024 prescaller. Apa

  yang akan terjadi?

• Sekarang kita gunakan CS12:0 menjadi 101 (1024 prescalling)
• Diketa>Atmega memiliki 16MHz clock (16,000,000 cycle dalam 1 detik)
• Timer1 memiliki nilai maksimum 65535 (16
• Atmega akan membutuhkan

  1/(16,000,000 / 1024) * 65536 = 4.194 detik.

• Sekarang, jadi terlalu lama...

• Sekarang kita gunakan CS12:0 menjadi 100 (256 prescalling)
• Diketa>Atmega memiliki 16MHz clock (16,000,000 cycle dalam 1 detik)
• Timer1 memiliki nilai maksimum 65535 (16
• Atmega akan membutuhkan

  1/(16,000,000 / 256) * 65536 = 1.048 detik.

• Lumayan..
• Sekarang pertanyaannya kalau kita menginginkan setiap 2 detik?

  ??? ??? ???

• Kita membutuhkan

  Output Compare Register (OCRnA)

• OCRnA mengijinkan kita untuk melakukan penetapan waktu yang

  fleksibel (kita dapat menentukannya sendiri)

• Setiap penambahan nilai

  TCNTn, Atmega akan selalu

  membandingkannya dengan OCRnA.

• Jika

TCNTn sama dengan OCRnA maka komparator akan

  memberikan sinyal "match"

• Kemudian ISR kita dapat ditrigger!
• Pertanyaanya, bagaimana mengaktifkan OCRnA?

  Masih ingat?

  

( target waktu ) = ( resolusi waktu ) * ( jumlah counter + 1)

• Diketahui:
• Atmega memiliki 16MHz clock (16,000,000 cycle dalam 1 detik)
• Timer1 memiliki nilai maksimum 65535 (16 bit)
• Bit CS12:0 diset menjadi 101 (1024 prescall>Tujuan:
• Timer setia
• Jawaban:
• 1s = 1/(16,000,000 / 1024) * (jumlah counter+1)
• (jumlah counter+1) = 1s / 0.000064
• (jumlah counter+1) = 15625
• jumlah counter = 15624
• Dengan demikian nilai OCR1A yang harus ditetapkan adalah

  15624

• Maka, LED kita akan berkedip tepat 1 detik se

• • Tidak peduli ada seberapa banyak program yang tetap berjalan, LED kita

  akan tetap berkedip 1 detik sekali.

• Mari buat program untuk menyalakan LED setiap 1 detik dengan menggunakan interrupt timer (gunakan timer1)
• Dari analisa kita sebelumnya, mari gunakan interrupt timer 1 dengan prescaller 1024.
• Apa saja yang harus di konfigurasikan?

• COM1A1:0 = 00
• COM1B1:0 = 00

• COM1A1:0 = 00
• COM1B1:0 = 00
• WGM13:0 = 0100

• COM1A1:0 = 00
• COM1B1:0 = 00
• WGM13:0 = 0100
• CS12:0 = 101

• COM1A1:0 = 00
• COM1B1:0 = 00
• WGM13:0 = 0100
• CS12:0 = 101
• OCR1A = 15624
• FOC1A = 00
• FOC1B = 00

void setup() { pinMode(LEDPIN, OUTPUT); cli(); //disable global interrupt TCCR1A = 0; TCCR1B = 0; OCR1A = 15624; TCCR1B |= (1 << WGM12); TCCR1B |= (1 << CS10); TCCR1B |= (1 << CS12); TIMSK1 |= (1 << OCIE1A); sei(); // enable global interrupts: }

void setup() { pinMode(LEDPIN, OUTPUT); cli(); //disable global interrupt TCCR1A = 0; TCCR1B = 0; OCR1A = 15624; TCCR1B |= (1 << WGM12); TCCR1B |= (1 << CS10); TCCR1B |= (1 << CS12); TIMSK1 |= (1 << OCIE1A); sei(); // enable global interrupts: }

  ISR(TIMER1_COMPA_vect) { digitalWrite(LEDPIN, !digitalRead(LEDPIN)); }

• Buat 500 ppr quadrature encoder simulator yang memberikan output sinyal quadrature keluar dari pin arduino dengan menggunakan timer 0
• Asumsikan simulator quadrature encoder bergerak dengan kecepatan konstan 10 rev/sec

• 500ppr quadrature dengan gerakan 10 rev>berarti 500ppr * 10 rev/sec = 5000pps (5
• Periodenya adalah setiap 0.2ms sekali terdapat pulsa

• COM1A1:0 = 01
• COM1B1:0 = 01

• COM1A1:0 = 01
• COM1B1:0 = 01
• WGM12:0 = 010

• COM1A1:0 = 01
• COM1B1:0 = 01
• WGM12:0 = 010
• CS12:0 = 011

• COM1A1:0 = 00
• COM1B1:0 = 00
• WGM13:0 = 0100
• CS12:0 = 101
• OCR0A = 200
• OCR0B = 100
• FOC1A = 00
• FOC1B = 00

void setup() { pinMode(5, OUTPUT); pinMode(6, OUTPUT); cli(); //disable global interrupt OCR1A = 200; OCR1B = 100; TCCR0A |= (1 << COM0A0) | (1 << COM0B0) | (1 << WGM01); TCCR1B |= (1 << CS01); TIMSK0 |= (1 << OCIE1A); sei(); // enable global interrupts: }