Широтно-Импульсная модуляция

Visits: 3343

PIC-контроллеры имеют на своем борту несколько CCP и ECCP модулей которые позволяют удовлетворить практически все варианты по применению ШИМ. В этом примере показано как реализовать простой одноканальный ШИМ и как оперативно управлять длительностью импульса.

Схема платы ИЛЛИССИ-4B где можно получить выход ШИМ.

Для реализации ШИМ необходимо использовать CCPх модуль и таймер TIMER2(4/6). Блок схема реализации ШИМ.

Таймер предназначен для задания периода (частоты) работы ШИМ. CCP модуль для задания длительности импульса и формирование на выходе контроллера сигнала ШИМ.

Создание стандартного одноканального ШИМ.

Стандартный режим ШИМ позволяет генерировать Широтно-импульсное модуляцию (ШИМ) на контакте CCPx с разрешением до 10 разрядов. Период, рабочий цикл, и разрешение формируются при использовании следующих регистров:
• Регистр PRx
• Регистр TxCON
• Регистр CCPRxL
• Регистр CCPxCON

Последовательность настройки модуля CCP для формирования ШИМ следующая:

1. Отключите выходной драйвер контакта CCPx, установив бит TRIS для соответствующего контакта.
2. Выбрать соответствующий 8-разрядный таймер TimerX, (Timer2, Timer4 или Timer6), чтобы использоваться для генерации ШИМ устанавливая биты CxTSEL <1:0> в регистре Регистр CCPTMRSx.
3. Загрузить регистр PRx для выбранного TimerX со значением периода ШИМ.
4. Сконфигурируйте модуль CCP для режима ШИМ загружая в регистр CCPxCON соответствующее значение.
5. Загрузите регистр CCPRxL и биты DCxB <1:0> регистра CCPxCON, значением рабочего цикла ШИМ.
6. Соответственно настроить и включить 8-разрядный таймер TimerX: Если предполагается использовать прерывания от таймера – очистите бит флага прерывания TMRxIF в регистрах PIR2 или PIR4. Настройте предделитель (и если необходимо постделитель) таймера TxCON используя биты TxCKPS.
7. Включить таймер, установив бит TMRxON в регистре TxCON. Активировать выходной контакт ШИМ: Ожидайте, пока будет установлен бит TMRxIF в регистре PIR2 или PIR4, а затем активировать выход ШИМ очистив соответствующий бит в регистре TRIS.

Период сигнала ШИМ можно рассчитать по формуле

PWM Period = [(PRx) + 1] * 4 * TOSC * (TMRx значение предделителя).

где, TOSC=1/Fosc.

Для нашей платы с тактовой 64 мГц мы получим PWM Period = (255+1)*4*(1/64000000)*16 = 0,000256 сек. Или 256 микросекунд. Для расчета можно загрузить файл в формате ME Setting_the_frequency_of_the_timer_TMP2.

Длительность импульса ШИМ можно рассчитать по формуле:

Pulse Width = (CCPRxL:CCPxCON<5:4>)* TOSC * (TMRx Prescale Value)

Примечание: обратите внимание на разрешение ШИМ, для этого необходимо обратиться к техническому описанию используемого контроллера, но хотелось бы сказать, что это актуально если необходимо использовать ШИМ для работы на более высоких частотах.

Программная реализация.

В нашем примере мы получим 10 разрядный ШИМ, это значит, что значение будет меняться в пределах от 0 до 1023 для периода от 0 до 100%. При “0” будет на выходе низкий уровень, при 1023 будет только высокий.

Настройка модуля ECCP1 в стандартном режиме.

 CCP1CON=0b00001100; // настройка модуля в режиме шим
 T2CON=0b01111110; // настройка таймера
 PR2=255; // задание периода ШИМ
 CCPR1L=0; // очистка регистра длительности = 0

Для формирование длительности выберем две переменные основная в которой будем задавать длительность импульса

int pwm_reg; // основной регистр для формирования длительности

Дополнительный для организации обработки данных для загрузки в регистры CCP модуля

char pwm_reg2;  // дополнительный регистр для обработки

Значение ширины импульса должна быть от 0-1023. Для загрузки в модуль CCP необходимо старшие 8 бит значения ШИМ загружать в регистр CCPR1L. Младшие два бита необходимо загрузить в биты 4 и 5 регистра CCP1CON. Один из вариантов как это можно сделать:

 pwm_reg2=pwm_reg<<6;    // 
 pwm_reg2=pwm_reg2>>2;   // 
 CCP1CON &= 0b11001111;  // 
 CCP1CON |= pwm_reg2;    // 
 CCPR1L=pwm_reg>>2;      //

Для тестирования модуля ШИМ будем использовать кнопки управления платы ИЛЛИССИ-4С. Они подключены к выводам Порта B RB4 – RB7.

Для индикации подключим к выходу CCP1 светодиод, для демонстрации работы ШИМ (это восьмой контакт на вернем дополнительном разъеме).

Демонстрация работы

Кнопка 2 используется для переключения режима демонстрации с ручного на автоматический. Кнопка 3 и 4 для ручного увеличения или уменьшения длительности.

Загрузка демонстрационного проекта.

Версия – 1.1[wpdm_file id=71 template=”link-template-calltoaction3.php”]

Это может быть интересно