MMP Cvičenie 6: Rozdiel medzi revíziami

Z SensorWiki

Aktuálna revízia z 08:27, 28. október 2011

Generovanie PWM pomocou 16-bitového počítadla a časovača T1

Literatúra:

Úlohy

Naprogramujte PWM tak, aby generovalo impulzy 1Hz, 1:1 (kontrola LED diódou pripojenou na Dx)
Naprogramujte PWM tak, aby generovalo impulzy {1,0ms 1,5ms 2,0ms} s periódou opakovania 50Hz (kontrola pripojením serva)

Rekapitulácia

Máte k dispozícii vývojovú dosku Acrob s procesorom ATmega328 (datasheet).

V tejto úlohe sa predpokladá znalosť funkcie časovača T1 z prednášky. Procesor je nakonfigurovaný na prácu s externým kryštálovým oscilátorom 16,0 MHz.

PWM

V niektorých aplikáciach potrebujeme premenlivú šírku impulzu, v iných nás viac zaujíma stredná hodnota napätia, impulzy sa naopak snažíme vyfiltrovať. Dôležité sú dva parametre: frekvencia a tzv. plnenie (pozri obr.).

$T_{on}$ je doba, počas ktorej je výstup v log. 1 a $T_{off}$ je čas v log. nule. Celková perióda signálu je $T_{total}$ .

$T_{total} = T_{on} + T_{off}$

Plnenie (duty cycle) je pre obdĺžnikový signál definované ako

$D = \frac{T_{on}}{T_{total}} = \frac{T_{on}}{T_{on} + T_{off}}$

A výstupné napätie

$V_{out} = D V_{in} = \frac{T_{on}}{T_{total}} V_{in}$

Ako vidno, výstupné napätie môžeme meniť zmenou periódy $T_{on}$ .

Ak je T_on 0, V_out je tiež 0, ak je T_on T_total, potom V_out je maximalne.

Úlohy

Program doplňte podľa pokynov asistenta a odsimulujte.
Pozn.: Treba vypnúť optimalizáciu! (Project/Project options Pozri obr.)
Doplňte chýbajúce časti programu tak, aby LED blikala s frekvenciou 1 s.
Vyskúšajte na svojej doske.

T1: režim PWM

V režime PWM (Pulse Width Modulation) môžeme použiť T1 ako 8,9 alebo 10-bitový, voľnobežný PWM generátor. Timer/Counter 1 funguje ako počítadlo, ktoré ráta najprv smerom nahor od 0x0000 až po vybraný TOP (8bit -> 0x00FF, 9bit -> 0x01FF, 10bit -> 0x03FF), tam sa otočí a počíta zasa smerom nadol až po 0x0000 a toto sa opakuje stále dokola.

Keď sa hodnota počítadla zhoduje s obsahom porovnávacívch registrov (OCR1A, OCR1B), zmení sa aj hodnota na výstupných pinoch OCA1 a OCB1 nasledovne:

COM1X1 COM1X0   Čo urobí s OCX1

  0      0        nič
  0      1        nič
  1      0      smerom nahor: 0 pri zhode
                smerom nadol: 1 pri zhode
  1      1      smerom nahor: 1 pri zhode
                smerom nadol: 0 pri zhode

V registri TCCR1A musíme nastaviť:

COM1A1 -> bit7 
COM1A0 -> bit6 
COM1B1 -> bit5 
COM1B0 -> bit4

To, ktorý režim PWM chceme používať sa nastavuje bitmi PWM10 (bit0 v TCCR1A) a PWM11 (bit1 v TCCR1A) takto:

PWM11  PWM10  Režim

 0      0       PWM zakázané
 0      1       8-bit PWM
 1      0       9-bit PWM
 1      1      10-bit PWM

Príklad:

Na obrázku je priebeh PWM signálu s plnením 25% tak ako opúšťa procesor (červený) a po vyfiltrovaní RC členom (zelený). Perióda PWM je 3,56 ms (281,25 Hz), $T_{on}$ je 0,9 ms, $T_{off}$ je 2,65 ms. $T_{63}$ (zelený priebeh) je 100 us. Osciloskop: 500us/d., 2.00V/d. Parametre: Timer0, mode 8-bit Fast PWM, Prescaler 1:256, OCR0A = 63.

Príklad: AVR ExamplePWMgenerator.c

Návrat na zoznam cvičení...

Zdroj: „https://senzor.robotika.sk/sensorwiki/index.php?title=MMP_Cvičenie_6&oldid=2659“

Kategórie:

@@ Riadok 1: / Riadok 1: @@
+__NOTOC__
 == Generovanie PWM pomocou 16-bitového počítadla a časovača T1 ==
@@ Riadok 9: / Riadok 11: @@
 * [http://www.kar.elf.stuba.sk/predmety/mmp/pdf/PreruseniaAVR.pdf Prednáška o prerušeniach] (Ing. Chamraz)
+=== Úlohy ===
+# Naprogramujte PWM tak, aby generovalo impulzy 1Hz, 1:1 (kontrola LED diódou pripojenou na Dx)
+# Naprogramujte PWM tak, aby generovalo impulzy {1,0ms  1,5ms  2,0ms} s periódou opakovania 50Hz (kontrola pripojením serva)
 === Rekapitulácia ===
-Máte k dispozícii vývojovú dosku '''Acrob''' ([http://virtuallab.kar.elf.stuba.sk/robowiki/index.php?title=Mexle popis],[[Médiá:MiniMexleSchematic.jpg|schéma zapojenia]]) a s procesorom ATmega88 ([http://ap.urpi.fei.stuba.sk/mmp/ATmega88.pdf datasheet]) a prípadne aj testovací program [[Médiá:MexleTest2.hex|mexletest2.hex]].
+Máte k dispozícii vývojovú dosku '''[http://robotika.sk/acrob Acrob]''' s procesorom ATmega328 ([http://ap.urpi.fei.stuba.sk/mmp/ATmega328.pdf datasheet]).
-V tejto úlohe sa predpokladá znalosť funkcie časovača T1 z prednášky (datasheet, str. 87 -- 115).
+V tejto úlohe sa predpokladá znalosť funkcie časovača T1 z prednášky. Procesor je nakonfigurovaný na prácu s externým kryštálovým oscilátorom 16,0 MHz.
-Procesor je nakonfigurovaný na prácu s externým kryštálovým oscilátorom 18,432 MHz (fuses).
-Demonštračný program je tuto: [[Médiá:MexleTest2.hex|mexletest2.hex]]
 === PWM ===
@@ Riadok 100: / Riadok 105: @@
 [[Obrázok:PWMscopeView.png]]
-Na obrázku je priebeh PWM signálu s plnením 25% tak ako opúšťa procesor (červený) a po vyfiltrovaní RC členom R20 C16 (zelený).
+Na obrázku je priebeh PWM signálu s plnením 25% tak ako opúšťa procesor (červený) a po vyfiltrovaní RC členom (zelený).
 Perióda PWM je 3,56 ms (281,25 Hz), <math>T_{on}</math> je 0,9 ms, <math>T_{off}</math> je 2,65 ms.
 <math>T_{63}</math> (zelený priebeh) je 100 us. Osciloskop: 500us/d., 2.00V/d.
@@ Riadok 108: / Riadok 113: @@
-'''Úloha'''
+[[Monolitické mikropočítače#Cvi.C4.8Denia|Návrat na zoznam cvičení...]]
-# Vyhodnotením prechodového deja identifikujte veľkosť kondenzátora vo výstupnom filtri.
-# Navrhnite vhodnú frekvenciu PWM a demonštrujte.
-[[CAD_Riadiacich_syst%C3%A9mov#Cvi.C4.8Denia|Návrat na zoznam cvičení...]]
-[[Category:AVR]][[Category:MMP]]
+[[Category:AVR]][[Category:MMP]][[Category:DVPS]]