Zilog Z0843006 appartiene alla famiglia Z80 CTC e viene comunemente usato per creare tick periodici, misurare frequenze o eventi, generare baud-rate e sincronizzare periferiche senza dover occupare la CPU con cicli di polling. Lo Z80 CTC (counter timer circuit) è un circuito integrato di supporto per sistemi basati su Z80 che fornisce 4 canali indipendenti di timer/contatore, ognuno in grado di generare interrupt, segnali di uscita temporizzati e funzioni tipiche di “time base” per il sistema. 

Funzioni

Un CTC serve a spostare su hardware ciò che in software sarebbe costoso o impreciso, in particolare:

• Generazione di interrupt periodici (es. tick di sistema, scheduler, timeouts).

• Misura/conta eventi esterni (impulsi da sensori, encoder, contatori di produzione).

• Generazione di onde quadre e segnali di timing verso periferiche.

• Baud rate generation o clock di servizio per interfacce seriali (in molte architetture Z80 è un uso tipico).

• Sincronizzazione deterministica con trigger esterni, riducendo jitter software.

Architettura funzionale: 4 canali indipendenti

Il CTC integra 4 canali numerati (spesso 0–3). Ogni canale dispone di:

• Un ingresso CLK/TRG che può funzionare come clock esterno (counter) oppure come trigger/clock a seconda della modalità.

• Un registro di time constant (valore di conteggio) che determina quando scatta l’evento.

• Logica di prescaler per derivare temporizzazioni dall’orologio di sistema.

• Un’uscita ZC/TO (zero count / timeout) che può generare un impulso o un’onda quadra (dipende dalla configurazione).

• Un meccanismo di interrupt con priorità deterministica tramite daisy chain tipica delle periferiche Zilog Z80.

Modalità operative 

Ogni canale si configura tipicamente come:

• Timer mode: il canale conta cicli derivati dal clock di sistema tramite prescaler, e genera un evento quando il contatore arriva a zero.

• Counter mode: il canale conta impulsi esterni sul pin CLK/TRG, utile per misurare frequenze o contare eventi.

• Trigger: in molte configurazioni si può avviare il conteggio su un fronte di trigger, utile per temporizzazioni “a richiesta”.

• Waveform/timeout output: l’uscita ZC/TO può fornire un segnale periodico o un impulso in corrispondenza dell’evento, usabile come clock o strobe per altra logica.

Prescaler e time constant (come si ottiene il periodo)

Il principio operativo è:

• La CPU programma un control word (modo, prescaler, abilita interrupt, comportamento uscita).

• La CPU carica un time constant (N).

• Il canale conta a una frequenza derivata dal clock (timer) o da impulsi esterni (counter).

• Quando il conteggio raggiunge zero, il canale può: aggiornare l’uscita ZC/TO, richiedere interrupt, e ripartire secondo la modalità.

Nel caso timer, in pratica il periodo dipende da clock, prescaler e time constant, con comportamento preciso definito dalla modalità selezionata.

Interfaccia con la CPU Z80 (bus e registri)

Lo Z80 CTC si collega al bus come periferica I/O:

• DATA0–DATA7 per dati e parole di controllo.

• Segnali /IORQ, /RD, /WR per cicli di I/O.

• Selezione chip /CE dal decoder di indirizzi.

• Linee di selezione canale (tipicamente A0/A1 o equivalenti) per indirizzare uno dei 4 canali.

• Linee interrupt con daisy chain (IEI/IEO) e uscita /INT verso la CPU.

La CPU scrive parole di controllo e costanti, poi legge eventuali stati secondo la mappa I/O della scheda.

Schizzo dei collegamenti più importanti

                 ┌───────────────────────────┐
                 │            CPU Z80         │
                 │ DATA[0..7] /IORQ /RD /WR   │
                 │ A0..A1  /INT  /M1          │
                 └──────────────┬────────────┘
                                │ (bus + decode /CE)
                                ▼
                       ┌──────────────────┐
                       │     Z80 CTC      │  (Z0843006-type)
                       │ 4× timer/counter │
                       │ IEI/IEO daisy    │
                       └───┬────┬────┬────┘
                           │    │    │
      CH0 CLK/TRG ◄────────┘    │    └────────► CH3 ZC/TO (clock/strobe)
      CH0 ZC/TO  ───────────────┘
      CH1 CLK/TRG ◄──────────────────────────► segnali esterni (eventi/clock)
      CH1 ZC/TO  ───────────────────────────► periferiche / logica
      CH2 CLK/TRG ◄──────────────────────────► sensori / encoder / clock
      CH2 ZC/TO  ───────────────────────────► tick / baud / trigger
      CH3 CLK/TRG ◄──────────────────────────► trigger esterno / chaining

Casi d’uso tipici

• Tick di sistema periodico per timeouts e scheduling.

• Baud-rate clock per una UART o per sincronizzare una seriale.

• Misura frequenza contando impulsi in una finestra temporale.

• Conta eventi (encoder, impulsi da sensori, contatori di produzione).

• Catene di timing usando ZC/TO di un canale per alimentare il CLK/TRG di un altro canale.

Tabella 1 – Dati di identificazione e specifiche 

Tabella 2 – Canali e funzioni operative (italiano)