Operácie

Šírková impulzová modulácia (PWM): Rozdiel medzi revíziami

Z SensorWiki

(Nová stránka: __NOTOC__ == Generovanie PWM pomocou 16-bitového počítadla a časovača T1 == Literatúra: * [http://www.avrfreaks.net/index.php?name=PNphpBB2&file=viewtopic&t=50106 Newbie's G...)
 
(→‎Zadanie)
 
(3 medziľahlé úpravy od rovnakého používateľa nie sú zobrazené.)
Riadok 1: Riadok 1:
 
__NOTOC__
 
__NOTOC__
−
 
−
== Generovanie PWM pomocou 16-bitového počítadla a časovača T1 ==
 
−
 
−
Literatúra:
 
−
 
−
* [http://www.avrfreaks.net/index.php?name=PNphpBB2&file=viewtopic&t=50106 Newbie's Guide to AVR Timers]
 
−
* [http://www.avrfreaks.net/index.php?name=PNphpBB2&file=viewtopic&t=55347 The traps when using interrupts]
 
−
* [http://www.kar.elf.stuba.sk/predmety/mmp/pdf/AVR-C-Timers.pdf Ako používať časovače v AVR C]
 
−
* [http://www.ermicro.com/blog/?p=224 PWM tutorial]
 
−
* [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 '''[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. Procesor je nakonfigurovaný na prácu s externým kryštálovým oscilátorom 16,0 MHz.
 
−
 
−
=== PWM ===
 
  
 
V niektorých aplikáciach potrebujeme premenlivú šírku impulzu,  
 
V niektorých aplikáciach potrebujeme premenlivú šírku impulzu,  
Riadok 60: Riadok 36:
  
  
 +
 +
== Generovanie PWM pomocou 16-bitového počítadla a časovača T1 ==
 +
 +
Literatúra:
 +
 +
* [http://www.avrfreaks.net/index.php?name=PNphpBB2&file=viewtopic&t=50106 Newbie's Guide to AVR Timers]
 +
* [http://www.avrfreaks.net/index.php?name=PNphpBB2&file=viewtopic&t=55347 The traps when using interrupts]
 +
* [http://www.kar.elf.stuba.sk/predmety/mmp/pdf/AVR-C-Timers.pdf Ako používať časovače v AVR C]
 +
* [http://www.ermicro.com/blog/?p=224 PWM tutorial]
 +
* [http://www.kar.elf.stuba.sk/predmety/mmp/pdf/PreruseniaAVR.pdf Prednáška o prerušeniach] (Ing. Chamraz)
 +
 +
 +
=== Zadanie ===
 +
 +
# 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)
  
 
'''Úlohy'''
 
'''Úlohy'''
 +
 +
# Vyskúšajte ukážkový program (vyžaduje pripojený LCD modul s tlačítkami - S1 a S2 menia striedu nahor / nadol, S3 a S4 ovládajú žltú LED na doske) - [[Media:AcrobExamplePWM.hex]]
 
# Program doplňte podľa pokynov asistenta a odsimulujte.<BR>Pozn.: Treba vypnúť optimalizáciu! (Project/Project options [[Médiá:AVRstudioOptimize0.png|Pozri obr.]])
 
# Program doplňte podľa pokynov asistenta a odsimulujte.<BR>Pozn.: Treba vypnúť optimalizáciu! (Project/Project options [[Médiá:AVRstudioOptimize0.png|Pozri obr.]])
 
# Doplňte chýbajúce časti programu tak, aby LED blikala s frekvenciou 1 s.
 
# Doplňte chýbajúce časti programu tak, aby LED blikala s frekvenciou 1 s.
 
# Vyskúšajte na svojej doske.
 
# Vyskúšajte na svojej doske.
 +
 +
=== Rekapitulácia ===
 +
 +
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. Procesor je nakonfigurovaný na prácu s externým kryštálovým oscilátorom 16,0 MHz.
 +
  
 
=== T1: režim PWM ===
 
=== T1: režim PWM ===
Riadok 113: Riadok 114:
  
  
−
[[Monolitické mikropočítače#Cvi.C4.8Denia|Návrat na zoznam cvičení...]]
+
 
  
 
[[Category:AVR]][[Category:MMP]][[Category:DVPS]]
 
[[Category:AVR]][[Category:MMP]][[Category:DVPS]]

Aktuálna revízia z 07:37, 11. november 2011


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.).

AVR PWM signal.gif

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.


Generovanie PWM pomocou 16-bitového počítadla a časovača T1

Literatúra:


Zadanie

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

Úlohy

  1. Vyskúšajte ukážkový program (vyžaduje pripojený LCD modul s tlačítkami - S1 a S2 menia striedu nahor / nadol, S3 a S4 ovládajú žltú LED na doske) - Media:AcrobExamplePWM.hex
  2. Program doplňte podľa pokynov asistenta a odsimulujte.
    Pozn.: Treba vypnúť optimalizáciu! (Project/Project options Pozri obr.)
  3. Doplňte chýbajúce časti programu tak, aby LED blikala s frekvenciou 1 s.
  4. Vyskúšajte na svojej doske.

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.


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:

PWMscopeView.png

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

Zdroj: „https://senzor.robotika.sk/sensorwiki/index.php?title=Šírková_impulzová_modulácia_(PWM)&oldid=2696“