Čítače e a časovače. v MCU. Čítače a časovače MCU. Obsah

NMS

Čítače a časovače MCU

Čítače a časovače v MCU

1

K.D. - přednášky NMS

NMS


Obsah • Režim čítač • Režim časovač • Rozšíření funkce čítače/časovače – – – – –

Automatické plnění Funkce „compare“ Funkce „capture“ Funkce „PWM“ Dekódování signálu inkrementálních čidel


2

NMS


Základní funkce Základní funkce čítačů/časovačů: • Čítač – počítání pulsů vnějšího signálu. • Časovač – počítání pulsů vnitřního zdroje, obvykle hodinového signálu procesoru. (tj. měření času).

3


NMS


Základní zapojení čítače Programový Start / Stop +1

Čítací registr

Přetečení

INT

Pin čítače Interní sběrnice MCU


4

NMS


Základní zapojení časovače Interní systémové hodiny Programový Start / Stop

Předdělička

+1

Čítací registr

Přetečení

INT

Interní sběrnice MCU

5


NMS


Příklad – čítač/časovač 8051 • 8051 je vybavena dvojicí čítačů/časovačů. • Každý čítač/časovač může pracovat v některém ze 4 režimů.

Registry TMOD a TCON


6

NMS


Příklad – čítače/časovače T0 a T1 mikrokontrolérů PIC

7


NMS


Příklad – čítač/časovač T2 mikrokontrolérů PIC • Obsahuje speciální obvody pro funkci „compare“.


8

NMS


Programová obsluha časovače Obsluha přerušení a nový start časovače proběhne se zpožděním ⇒ chyba časování.

Obsluha přerušení

Určení dělicího poměru předděličky a čítače (= N)

Přerušení

Inicializace časovače

Stop časovače

Nstavení hodnoty -N do registru časovače

Nstavení hodnoty -N do registru časovače

Start časovače

Start časovače

– Lze částečně řešit úpravou hodnoty N.

Nežádoucí prodloužení cyklu

Inicializace časovače Z

K K

9


NMS


Automatické plnění registru čítače („reload“) • Funkce „reload“ umožňuje automatické přednastavení čítače/časovače po přetečení. Interní systémové hodiny Programový Start / Stop

Předdělička

+1

Čítací registr

Přetečení

INT

Pomocný registr

Interní sběrnice MCU K.D. - přednášky NMS

10

NMS


Automatické plnění registru čítače (8051)

11


NMS


Rozšířené funkce Rozšířené funkce čítačů/časovačů: • Compare – generování pulsů v určitém čase. • Capture – zjištění okamžiku vnější události. • PWM – generátor šířkově modulovaných pulsů.


12

NMS


Rozšířená funkce – „compare“ • Nastavení výstupu na 0, 1 resp. na opačnou hodnotu (toggle) v přesně daném čase. Interní systémové hodiny

+1

Předdělička Výstupní pin

Čítací registr

Komparátor 1

Přetečení

INT

0 toggle Porovnávací registr

13


NMS


Příklad – CCP mikrokontroléru PIC • •

PIC může mít jednu nebo více jednotek CCP. Každou jednotku lze použít ve funkci „compare“, „capture“ nebo „PWM“.

Příklad funkce „compare“:


14

NMS


Rozšířené funkce – „capture“ • Speciální obvod pro zjištění přesného času určité události Interní systémové hodiny

Předdělička

Detekce událostí

+1

Load

Čítací registr

Přetečení

INT

Záchytný registr INT Interní sběrnice MCU

15


NMS




Příklad funkce „capture“:


16

NMS


Rozšířená funkce - PWM • Hardware pro generování periodického obdélníkového průběhu s nastavitelnou střídou. (PWM = Pulse Width Modulation).

Délka pulsu Perioda

Strída =

Délka pulsu Perioda 17


NMS


Rozšířená funkce – PWM (2) • Hardware pro generování periodického obdélníkového průběhu s nastavitelnou střídou. Perioda Interní systémové hodiny Komparátor

Předdělička

+1

Čítací registr

Reset

S R

Q

PWM

Komparátor

Délka pulsu K.D. - přednášky NMS

18

NMS




Příklad funkce „PWM“:

19


NMS


Použití PWM (1) • Náhrada DA převodníku

MCU

PWM

R C

Analogový výstup

PWM Střední hodnota napětí K.D. - přednášky NMS

20

NMS


Použití PWM (2) • Řízení otáček stejnosměrného (DC) motoru.

PWM

MCU

Výkonové obvody

DC motor

21


NMS


Použití PWM (3) • Generátor vícefázového signálu (asynchronní a krokové motory, měniče, ...). PWM 1 MCU

Trojnásobný čítač/časovač

PWM 2 PWM 3

PWM 1 PWM 2 PWM 3 K.D. - přednášky NMS

22

NMS


Rozšířená funkce – dekodér inkrementálních čidel (1) • Dvoufázový „kvadraturní“ signál umožňuje detekci změny polohy včetně směru. LED

Fáze 1 Fáze 2

Detektory

Fáze 1 Fáze 2 Směr A

Směr B

23


NMS


Rozšířená funkce – dekodér inkrementálních čidel (2)

+1 Dekodér

-1

Čítací registr

Přetečení

INT

Interní sběrnice MCU


24

NMS


Příklad – GPTU mikrokontroléru Infineon C167

25


NMS


Kombinované cítače/časovače výkonných MCU (1) Jednotka CCR mikrokontroléru Infineon C167: •

•

C167 je vybavena bloky GPT1 se 3 a GPT2 se 2 registry. Registry mohou pracovat samostatně nebo v kombinaci.


26

NMS


Kombinované cítače/časovače výkonných MCU (2) Jednotka CCR mikrokontroléru Infineon C167: • 2 nezávislé čítače Tx a TY, • 16 registrů capture/compare.

27


NMS


Kombinované cítače/časovače výkonných MCU (3) Jednotka TPU mikrokontroléru Renesas H8S: • Celkem 6 kanálů. • Každý kanál má kromě čítače další 2 nebo 4 operační registry.


28

NMS


Některé režimy jednotky TPU •

Komparátory u registrů TGRA, B, C, D lze použít k – ovládání některého výstupního pinu (0, 1, toggle0, – nulování čítače, – kaskádnímu spojení s dalším kanálem.

Příklad: třífázový generátor PWM

29


NMS


Některé režimy jednotky TPU • Dekodér dvoufázového signálu


30

NMS


K přípravě přednášek byly použity materiály firem Atmel, Intel, Microchip, Philips, Renesas a Infineon. K.D. - přednášky NMS

31

Čítače e a časovače. v MCU. Čítače a časovače MCU. Obsah

Recommend Documents