割り込みテクニックでタイマを使おう

前回のあらすじ

――晴子さんの“ワナ”にはまりつつも、何とかスイッチ入力にかかわるプログラミング、プログラムによるチャタリング対策までを理解した健一君。マイコン制御プログラミングの奥深さを肌で感じ、その面白さに気が付きはじめたようです。さて、今回は晴子さんのどんなスパルタが待ち受けているのでしょうか？ そして、今度こそ宿題で満点を取れるのでしょうか？ 頑張れ健一君！ （前回へ）

　さて、そろそろ健一君の授業が終わるころですが……。

■■■本連載の登場人物■■■

佐藤 健一（さとう けんいち） 電子工学を専攻している大学2年生。ロボットサークルに参加している。最近、やっと電子工作ができるようになったが……。   岡野 晴子（おかの はるこ） 健一君が所属するサークルの先輩。組み込みソフトウェアを研究しており、サークルでも中心的な存在。活発で頼れる（健一君あこがれの）女性。

H8Tinyのタイマを使おう

ここは健一君が所属する大学のサークル部屋。また、いつもの足音が聞こえてきました……。

あー。今日も疲れた。

またどうせ居眠りしていたくせに!! ところで、今回はワタシの宿題ちゃんとやってきたわよね。

へへっ〜。 カウント表示くらい簡単、簡単！

あら今回はずいぶん自信があるのね。 じゃあ、健一君のプログラム見せてよ。

ほいっ。

どれどれ……。 ちょっと！ 何これ!! “タイマ”を使っていないじゃないの。 これじゃあ正確な時間を刻むのは無理よ！

え〜。 やっぱりダメか……。

は〜。 仕方ない。今日もはじめるわよ！

――あらあら健一君、今回も晴子さんにダメ出しを食らっています。でも何の解説もなしに「タイマ」を使うのは、健一君でも大変です……。ということで、今回は時計用ベースのタイマである「タイマA」について解説します。

　それでは、前回同様、健一君が作ってきたプログラムを見てみましょう（ソースコード1）。

　なるほど、健一君のプログラムではwait関数を使いCPUの処理時間を浪費することで1秒間隔のカウント表示を実現しています。50万カウントで約1秒というわけですね。

　wait関数のような空ループはマイコン制御のプログラムでCPUの処理を一定時間待機したいときによく用いる手法です。しかし、この手法では“正確な”待機時間を得るのは難しいでしょう。それに、Cコンパイラによって生成するコードは異なるので、50万カウントで約1秒さえも保証できません。

　そこで、晴子さんが話していた「タイマ」の登場です。

　晴子さんの宿題（3）のように、制御プログラムでは“周期的な処理”を行うことが多いので、すべてのマイコンといっていいほど、マイコンには「タイマ機能」が搭載されています。

　それでは、「H8/3664」のタイマを使って晴子さんの宿題（3）を問いてみましょう。

　H8/3664には表1のように3つのタイマが搭載されています。今回使用するのは時計向きの「タイマA」です。

　図1にタイマAの機能を示します。

図1　タイマAの機能イメージ

　タイマAの中核は8ビットのアップカウンタ（TCA）で、TCAに供給するクロックを選択することで周期的なイベントを発生させる機能を持っています。

　タイマAは、16MHzのシステムクロックと32.768kHzの時計用サブクロックの2種類のクロック源を持ち、それぞれのクロックは分周器によって周波数が分周されます。

　TCAは入力されるクロックによりカウントアップされ、カウンタ値が「255」になった後、クロックが入力されると、「タイマA割り込み要求フラグ（IRRTA）」が「1」にセットされます。

＞＞次ページでは、C言語によるタイマAの制御について解説する！