ATtiny3224で裸の32bit周波数カウンタ #2

・ATtiny3224で裸の32bit周波数カウンタ
この続きのお話し。

32.768kHzの時計用水晶発振子をつないで1秒を作り、
このタイミングを基準に32bitにしたTCBカウンタから
4バイトの値を読んでHz単位の周波数計測値を得ています。
測定精度の要はこの1秒です。

PA2に1Hzのインプットキャプチャパルスを出して
いるので、この周波数(あるいは周期)を計れば
精度がわかります。
しかし、この信号は方形波じゃなくRTCの桁上が
りパルスで、30.52usの幅(1/32768Hz)しかありま
せん。
デューティ比が極端なので、普通の周波数カウンタ
だと読めません。(読めるのもあるでしょうが)

そこで、RTCの精度を見るため、何か良い方法はな
いものかと考えてみました。
　　RTCの周波数が分かるデューティ比50%に
　　近い方形波
を出力できれば良いわけです。

まず、問題になるのがポートPB2とPB3に発振子を
つないだせいで生じる他のポートへのしわ寄せです。

「ポート機能の多重化」ということで、この表が
データシートに出ています。

順番に行きます。
(1) 水晶をつないだことで、USART0のRXDとTXD
　　が使えなくなる。
(2) 代替としてPA2とPA3にTXD、RXDを持ってくる。
　　そうするとUSART1のTXD、RXDがアウトに。
　　14ピンのtiny3224にはPC1、PC2が無いので
　　USART1は使えなくなる。
　　シリアルが2ch欲しければ20ピンのtiny3224を
　　選ぼう。
(3) 同様にSPIも使えなくなる。
(4) PB2のイベント出力Bの代替ポートPB7も14ピン
　　のには存在しないので使えない。
(5) RXD0の代替ポートPA2はEVOUTAと共用しているが、
　　この代替PA7はOK。
このほか、TCA0のパルス出力もWO2がアウト。
WO0、WO1はI2Cと共通なのでアウトに。

14ピンのチップであれこれしようとすると、悩みます。

こんなことを考えながら、RTC周波数パルスの出力方法を
考えます。

＜イベントシステムを使ってPITのパルスを出す＞
発振周波数はRTC=PITなので、PITの分周パルス
をEVOUTAに出せば周波数がわかります。
ただし、PITから引き出せるのはこの表にあるよう、
8つの周波数からしか選べません。

　　　　最低4Hzで最高が512Hz。
RTCとPITを初期化した後、EVSYSで出力します。

  EVSYS.CHANNEL3        = 0x0B;  // ch3入力:PIT/64 512Hz
  EVSYS.USEREVSYSEVOUTA = 4;     // ch3出力:EVOUTA(PA2) 出力 

これでRTCの発振が元になった方形波がポートに出てきます。
　　※チャンネル指定が奇数と偶数に分かれるので注意
残念ながら生の32.768kHzやジャスト1Hzは得られません。

＜タイマーTCA0を使ってPITのパルスを出す＞
PITの出力をTCA0のクロック入力につなぎ、「FRQモード」
にしたTCA0で分周して方形波パルスを得ます。

/***** TCA0を使ってRTC周波数を見る  *****/
//  PITで得られる最も高い周波数512HzをTCA0のクロックに
//  TCA0をFRQモードにして1/2した周波数をWO0(PB0)に出力
//  PIT 512Hz (奇数chへ)
  EVSYS.CHANNEL3        = 0x0B;  // ch3入力:PIT/64 512Hz
  EVSYS.USERTCA0CNTA    = 4;     // ch3出力:TCA0 カウント入力へ 
//  タイマー TCA0
  TCA0.SINGLE.INTCTRL= 0;        // 割り込み禁止
  TCA0.SINGLE.CTRLA  = 0;        // TCA0 停止
  TCA0.SINGLE.CTRLD  = 0;        // TCA0 8bit分割停止 16bitに
  TCA0.SINGLE.CTRLB  = 0b00010001;
  //                      ||||+++--- WGM FRQモードに
  //                      |||+------ ALUPD
  //                      ||+------- CMP0EN WO0出力(PB0 9pin SCLと重なる) 
  //                      |+-------- CMP1EN
  //                      +--------- CMP2EN
  TCA0.SINGLE.EVCTRL = 0b00000001;
  //                     |||||||+--- CNTAEI Aカウント許可
  //                     ||||+++---- EVACTA ↑でカウント
  //                     |||+------- CNTBEI Bは停止
  //                     +++-------- EVACTB
//TCA0.SINGLE.CMP0   = 1 - 1;    // 256HzがWO0に【A】
  TCA0.SINGLE.CMP0   = 256 - 1;  // 1HzがWO0に  【B】
  TCA0.SINGLE.CTRLA  = 1;        // TCA0イネーブル

これで、PB0=WO0にジャスト1Hzの方形波が出てきます。

チップの外から、RTC周波数を正確に見る方法、こんなところで
しょうか。
もちろん、周波数カウンタの入力に正確な周波数のパルスを入れ、
その測定値から基準周波数を逆算するということも可能ですが、
直接見てみたいものです。