EFM8開発 - タイマー割り込み

Posted at 2025-09-07

1. 初めに

今回のテーマはタイマー割り込みです。
以前説明しました EFM8BB3 Blinky プロジェクトを教材としていろいろやって行きます。

それから、マイコンを使いこなそうとするならば、そのマイコンのリファレンスマニュアルを読むことが肝要です。今回対象の基板に搭載しているEFM8マイコン(EFM8BB31F64G-A-QFN32)のリファレンスマニュアルは以下のホームページから入手できます。

2. タイマー設定

Hardware Configurator を用いてタイマー設定を確認します。
EFM8B3_Blinkey.hwconf を右クリックし、 Open を選択します。

DefaultMode Peripherals をクリックしてペリフェラル設定画面を表示します。

少し下へスクロールし、Timersをクリックします。

Timersのプロパティを表示します。赤枠の辺りを上下にドラッグしてプロパティ画面を拡げます。（画面を拡げないと次のタイマー設定毎のタブが表示されない模様。当方の環境だけでしょうか？）

タイマー設定毎のタブを表示します。 TIMER 2 をクリックします。

TIMER 2 を表示します。

いくつか抜粋すると

Property	Value	備考
Target Overflow Frequency	5	周波数をHz単位で入力する
Timer Reload Overflow Frequency	5.000 Hz	入力した周波数と同じ値になる(入力不可)
Timer Reload Overflow Period	200.002ms	入力した周波数を周期に換算(入力不可)

TIMER 2 は周期200msecでオーバーフローすることがわかります。
では、オーバーフローしたらどうなるのか、というと、割り込みが発生します。いわゆるタイマー割り込みですね。次は割り込みの設定を見て行きます。

3. 割り込み設定

先の画面からの続きです。
Interrupts をクリックします。

割り込み設定を表示します。少し下へスクロールします。

TIMER 2 に関する設定を表示します。

いくつか抜粋すると

Property	Value	備考
Enable All Interrupts	Enabled	Enabled : 各割り込み許可に従って割り込み要求を受け付ける Disabled : 全割り込みを一括禁止する
Enable Timer 2 Interrupt	Enabled	Enabled : TIMER2割り込みを許可する Disabled : TIMER2割り込みを禁止する

これで、TIMER 2 がオーバーフローすると TIMER 2 割り込み が発生することがわかります。では、 TIMER 2 割り込み が発生するとどうなるのか、というと、割り込み処理を実行します。次は割り込み処理を見て行きます。

4. 割り込み処理

割り込み処理は Interrupts.c に記述されています。

src/Interrupts.c

//=========================================================
// src/Interrupts.c: generated by Hardware Configurator
//
// This file will be regenerated when saving a document.
// leave the sections inside the "$[...]" comment tags alone
// or they will be overwritten!
//=========================================================

         
// USER INCLUDES			
#include <SI_EFM8BB3_Register_Enums.h>

//-----------------------------------------------------------------------------
// Global VARIABLES
//-----------------------------------------------------------------------------
int LEDCOUNT = 0;
//-----------------------------------------------------------------------------
// Global CONSTANTS
//-----------------------------------------------------------------------------
SI_SBIT(LED0, SFR_P1, 4);                  // P1.4 LED0
SI_SBIT(LED1, SFR_P1, 5);                  // P1.5 LED1
SI_SBIT(LED2, SFR_P1, 6);                  // P1.6 LED2

//-----------------------------------------------------------------------------
// TIMER2_ISR
//-----------------------------------------------------------------------------
//
// TIMER2 ISR Content goes here. Remember to clear flag bits:
// TMR2CN::TF2H (Timer # High Byte Overflow Flag)
// TMR2CN::TF2L (Timer # Low Byte Overflow Flag)
//
// This routine changes the state of the LED whenever Timer2 overflows.
//
//-----------------------------------------------------------------------------
SI_INTERRUPT(TIMER2_ISR, TIMER2_IRQn)
{
	TMR2CN0_TF2H = 0;                  // Clear Timer2 interrupt flag

	switch (LEDCOUNT)
	{
		case 0:
		   LED0 = 1;
		   LED1 = 0;
		   LED2 = 0;
		   break;
		case 1:
		   LED0 = 0;
		   LED1 = 1;
		   LED2 = 0;
		   break;
		case 2:
		   LED0 = 0;
		   LED1 = 0;
		   LED2 = 1;
		   break;
		case 3:
		   LED0 = 1;
		   LED1 = 1;
		   LED2 = 0;
		   break;
		case 4:
		   LED0 = 0;
		   LED1 = 1;
		   LED2 = 1;
		   break;
		case 5:
		   LED0 = 1;
		   LED1 = 0;
		   LED2 = 1;
		   break;
		case 6:
		   LED0 = 1;
		   LED1 = 1;
		   LED2 = 1;
		   break;
	}

	if (LEDCOUNT <= 6) LEDCOUNT++;
	else LEDCOUNT = 0;
}

SI_INTERRUPT(TIMER2_ISR, TIMER2_IRQn) は割り込み処理で実行する関数です。この関数が TIMER 2 オーバーフローの度に呼び出されます。

src/Interrupts.c

SI_INTERRUPT(TIMER2_ISR, TIMER2_IRQn)

switch～case文で点灯・消灯するLEDを切り替えています。

src/Interrupts.c

	switch (LEDCOUNT)
	{
		case 0:
		   LED0 = 1;
		   LED1 = 0;
		   LED2 = 0;
		   break;
		//以後省略

LED0 , LED1 , LED2 はそれぞれのLED出力ポートを示し、この文で定義しています。

src/Interrupt.c

SI_SBIT(LED0, SFR_P1, 4);                  // P1.4 LED0
SI_SBIT(LED1, SFR_P1, 5);                  // P1.5 LED1
SI_SBIT(LED2, SFR_P1, 6);                  // P1.6 LED2

この定義により、例えば
LED0 = 1 とすると P1.4 には 1:Hi を、
LED0 = 0 とすると P1.4 には 0:Low を出力します。

マイコン基板のLED周辺の回路図です。0:Low で点灯、1:Hi で消灯することが分かります

※SI_SBIT はsi_toolchain.hで定義されています。

main() に IE_EA = 1; の記述があります。これは割り込み設定をコードで記述しており、Enable All Interrupts の設定を Enabled:各割り込み許可に従って割り込み要求を受け付ける としています。仮にIE_EA = 0;とした場合、Disabled:全割り込みを一括禁止する となります

src/EFM8BB3_Blinky.c

//-----------------------------------------------------------------------------
// Main Routine
//-----------------------------------------------------------------------------
void main (void)
{
   enter_DefaultMode_from_RESET();

   DISP_EN = DISP_BC_DRIVEN;           // Display not driven by EFM8

   IE_EA = 1;                          // Enable global interrupts

   while (1) {}                        // Spin forever
}

5. 出力ポート測定

実際に設定通りの周期でタイマーが動作していることを確認します。LED出力ポートの波形をオシロスコープで測定します。

LED出力ポートの接続はスルーホール用テストワイヤを用いています。

波形を見ると、周期200msであることがわかります。設定通りですね。

6. タイマー値変更

タイマー値を変更してみます。
TIMER2設定画面の Target Overflow Frequency を5から10へ変更するとTimer Reload Overflow Frequency、Timer Reload Overflow Period が自動的に変化します。TIMER2 オーバーフロー周期が100msecになります。