AVR timer speedup en ATmega328

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Cuando se ejecuta en el preescalador de reloj de 64 en ATmega328, uno de mis temporizadores se acelera por razones desconocidas en un momento particular de la ejecución.

Estoy usando dos temporizadores en ATmega328 para generar el reloj que necesita TLC5940 (ver más abajo sobre por qué; esto no tiene importancia para la pregunta). TIMER0genera una señal de reloj usando Fast PWM OC0Bactivado y se configura de la siguiente manera:

TCCR0A = 0
    |(0<<COM0A1)    // Bits 7:6 – COM0A1:0: Compare Match Output A Mode
    |(0<<COM0A0)    // 
    |(1<<COM0B1)    // Bits 5:4 – COM0B1:0: Compare Match Output B Mode
    |(0<<COM0B0)
    |(1<<WGM01)     // Bits 1:0 – WGM01:0: Waveform Generation Mode
    |(1<<WGM00)
    ;
TCCR0B = 0
    |(0<<FOC0A)     // Force Output Compare A
    |(0<<FOC0B)     // Force Output Compare B
    |(1<<WGM02)     // Bit 3 – WGM02: Waveform Generation Mode
    |(0<<CS02)      // Bits 2:0 – CS02:0: Clock Select
    |(1<<CS01)
    |(0<<CS00)      // 010 = clock/8
    ;
OCR0A = 8;
OCR0B = 4;
TIMSK0 = 0;

TIMER2gira una línea de datos para generar un impulso de supresión cada 256 TIMER0ciclos y se configura de la siguiente manera:

ASSR = 0;
TCCR2A = 0
    |(0<<COM2A1)    // Bits 7:6 – COM0A1:0: Compare Match Output A Mode
    |(0<<COM2A0)    // 
    |(0<<COM2B1)    // Bits 5:4 – COM0B1:0: Compare Match Output B Mode
    |(0<<COM2B0)
    |(0<<WGM21)     // Bits 1:0 – WGM01:0: Waveform Generation Mode
    |(0<<WGM20)
    ;
TCCR2B = 0
    |(0<<FOC2A)     // Force Output Compare A
    |(0<<FOC2B)     // Force Output Compare B
    |(0<<WGM22)     // Bit 3 – WGM02: Waveform Generation Mode
    |(1<<CS22)      // Bits 2:0 – CS02:0: Clock Select
    |(0<<CS21)
    |(0<<CS20)      // 100 = 64
    ;
OCR2A = 255;
OCR2B = 255;
TIMSK2 = 0
    |(1<<TOIE2);    // Timer/Counter0 Overflow Interrupt Enable

TIMER2llama a un ISR en caso de desbordamiento (cada 256 ciclos). El ISR genera manualmente un pulso de supresión y un pulso de enclavamiento si es necesario:

volatile uint8_t fLatch;

ISR(TIMER2_OVF_vect) {
    if (fLatch) {
        fLatch = 0;
        TLC5940_XLAT_PORT |=  (1<<TLC5940_XLAT_BIT);        // XLAT -> high
        for (int i=0;i<10;i++)
            nop();
        TLC5940_XLAT_PORT &= ~(1<<TLC5940_XLAT_BIT);        // XLAT -> high
    }
    // Blank
    TLC5940_BLANK_PORT |= (1<<TLC5940_BLANK_BIT);
    for (int i=0;i<10;i++)
        nop();
    TLC5940_BLANK_PORT &= ~(1<<TLC5940_BLANK_BIT);
}

El nop()retraso en el código anterior es solo para hacer que el pulso sea más aparente en el rastreo del analizador lógico. Así main()es como se ve el bucle en la función: envíe algunos datos en serie, espere a que ISR se encargue del enganche y luego vuelva a hacerlo:

for (;;) {
    if (!fLatch) {
        sendSerial();
        fLatch = 1;
        _delay_ms(1);
    }
    nop();
}

sendSerial()hace algunos envíos SPI ( código en pastebin en aras de la brevedad ). Mi problema es que después de sendSerial()completar, mientras espero fLatchque se configure en bajo (procesado), el temporizador de reloj se acelera. Aquí está el rastro del analizador lógico (corté las áreas donde la misma señal continúa haciendo que el gráfico sea más pequeño):

ingrese la descripción de la imagen aquí

En el lado izquierdo, los canales 0 y 1 muestran el final de cola de los datos SPI que se envían. También a la izquierda, en el canal 4, puede ver un pulso en blanco. En el canal 2, el pulso de reloj avanza como se esperaba. Justo donde está el espacio en la imagen, fLatchse establece 1dentro de la main()rutina. Y poco después se TIMER0acelera aproximadamente un factor de 4. Finalmente, se realizan el pulso de supresión y el pulso de enclavamiento (canales 3 y 4, el tercio derecho de la imagen), y ahora el pulso de reloj reanuda su frecuencia regular, y los datos en serie son enviado de nuevo. Intenté sacar la delay_ms(1);línea main(), pero se obtienen los mismos resultados. ¿Que esta pasando? Debo señalar que el ATmega tiene un cristal de 20Mhz y luego se ralentiza 64x usando el siguiente código:

CLKPR = 1<<CLKPCE;
CLKPR = (0<<CLKPS3)|(1<<CLKPS2)|(1<<CLKPS1)|(0<<CLKPS0);

Para qué sirve: Estoy experimentando con el control del controlador LED TLC5940 : estos chips requieren un reloj externo más un reinicio al final del ciclo de reloj.

angelatlarge
fuente
Si tiene un depurador, intente detener su código cuando el temporizador sea demasiado rápido y vuelva a leer el registro de configuración de ese temporizador. Una vez que haya encontrado el que tiene el valor incorrecto, active un punto de interrupción en este cambio de registro y vea qué parte de su código está funcionando mal. Supongo que el problema se encuentra en una biblioteca externa que puede usar y que usa ese temporizador para cosas internas como retrasos.
Blup1980
Dos problemas: a) No tengo un programador JTAG, así que no tengo una forma de depurar el chip b) Nunca cambio el valor del registro del temporizador después de la configuración que se muestra arriba, por lo que no espero que los valores del registro del temporizador sean En realidad cambiar. ¿Eso es ingenuo?
angelatlarge
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En realidad, una biblioteca que use podría cambiar la configuración de UART. Veo que usa una función sendSerial (). ¿Forma parte de su código o es una biblioteca externa? Puede que no sea usted quien cambie la configuración, sino un fragmento de código dentro de una biblioteca llamada. Le sugiero que use su puerto serie para generar los parámetros de configuración e intente averiguar qué ha cambiado. También puede mirar la fuente de las bibliotecas usadas (si las hay) y asegurarse de que no usen ese temporizador también.
Blup1980
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Además de lo que @ Blup1980 sugirió, otra cosa que podría valer la pena intentar es eliminar el TLC5940 para asegurarse de que no está haciendo nada extraño con la línea del reloj.
PeterJ
@ Blup1980 No estoy seguro de ver la relevancia de UART: no estoy usando USART para SPI, solo las instalaciones SPI "normales". sendSerial()es mi código que envía datos a través de SPI: no toca los TCCRregistros (control del temporizador).
angelatlarge

Respuestas:

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Para una depuración rápida, trataría de hacer lo mismo usando Arduino Library para TLC5940 y ver si se está volviendo rápido o no. Si funciona con la biblioteca, puede verificar su fuente y compararla con la suya. Como está familiarizado con AVR, debe convertir fácilmente la fuente de Arduino a AVR nativo.

En caso de que no sepa cómo cargar bocetos Arduino compilados en AVR: Cuando compila su boceto, crea un archivo hexadecimal (puede ver la ubicación exacta del archivo activando el modo detallado en la configuración). Puede cargar ese hexadecimal en su AVR con su programador favorito.

Espero eso ayude

superkeci
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