Přednáška - Čítače. 2013, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer. A3B38MMP, 2013, J.Fischer, ČVUT - FEL, kat. měření 1

Přednáška - Čítače

2013, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer

A3B38MMP, 2013, J.Fischer, ČVUT - FEL, kat. měření

1

Náplň přednášky Čítače v MCU forma, principy činnosti


2

Čítače Čítač, časovač (Counter, Timer) čítač – counter míní se , že čítá vnější impulsy, časovač – timer míní se , že čítá vnitřní – synchronně přicházející – impulsy základem čítač, obvykle binární volba CLK signálu, hradlování, signalizace přetečení, možné vázat na další čítače, nebo generovat přerušení CPU – přednastavení obsahu čítačem ( nulování, hodnota) čtení stavu programově řízené hradlování, HW řízené hradlování někdy řízení směru – čítání nahoru (up), dolu (down) (v jednoduchých micro. často jeden směr čítání – nahoru )

CLK

přetečení hradlo ext. , int.


čítač CPU - čtení, zápis hodnoty

3

Čítače Čítače - mimo čítání nahoru, dolu, je možný i režim –střídavě nahoru a dolu význam pro PWM


4

Záchytný režim čítače „input capture“ Přepis obsahu čítače v okamžiku události do registru „ capture“ signalizace příznak, přerušení CPU (analogie – stopky – mezičas – zachytí se čas 1. běž.ale stopky běží dále) volba input capture na náběžnou, spádovou nebo jakoukoliv hranu použití pro měření okamžiků, měření parametrů impulsů, určení střídy otázka: popište měření střídy PWM signálu s využitím čítače a záchyt. jednotky

přetečení

CLK čítač

přerušení, příznak

událost hradlo

CPU - čtení hodnoty

registr

AT89S52 „input capture“ na čítač T2 a spádovou hranu AT89C51RC2 – komplexní jednotka Input capture t1

t2

capture chan. 1

t3

t4

capture chan. 1

capture chan. 2


5

Čítač v režimu „output compare“ Porovnání (compare) hodnoty čítače a registru, shoda - příznak, přerušení, případně i změna výstupního stavu nastavit 1 (set), nastavit 0 ( reset) ,nebo překlopit (toggle) změnit – negovat minulý stav. Analogie – budík, a) probuď mne a já půjdu zapnout

(přerušení,….aktivace procesoru, v přerušení – obsluha činnosti, ale je zpoždění programové obsluhy b) probuď se a sám zapni (práci strojům) analogie časový spínač světla a topení,. zapínání nahrávání televize,

jednotka sama změní neprodleně (a bez zpoždění) změní stav výstupu použití – řízení jednotek tyristorů IGBT v střídačích a měničích CLK přetečení pro motory čítač událost

programování – viz budík s jedním časem, vždy naprogramování dalšího času aktivace (výklad před.) AT89C51RC2 obsahuje output compare jednotky A3B38MMP, 2013, J.Fischer, ČVUT - FEL, kat. měření

komparátor

registr

OC1,.. výst.

CPU přerušení, příznak CPU - zápis hodnoty

6

Kvadraturní signál Heslo – quadrature signal, incremental quadrature encoder optoelektrický inkrementální snímač polohy (pro všechny číslicově řízené obráběcí stroje) Směr – podle sledu fází, posun – podle počtu hran, v 1 periodě - 4 hrany A

A

B

B

klid, běh, klid

inkrementovat č.

běh +, klid, běh -

dekrementovat č.

A B

V STM32 – možnost řízení čítače kvadraturním signálem, podle směru pohybu je řízení směru čítání (nahoru nebo dolu), určení polohy (AT89C51RC2 – nepodporuje kvadrat. sig.) A3B38MMP, 2013, J.Fischer, ČVUT - FEL, kat. měření

7

Čítače - hesla „up/down counters with rotary support“ – čítač podporuje spolupráci s optoel. inkrementálními snímači případně heslo „encoder“ "Two three-phase 16-bit center-based PWM units“ dva čítače podporující tzv. fázově správnou PWM – analogie – zarovnání na střed v textovém editoru (obvyklá vícekanálová PWM – obvykle analogie zarovnání doleva)


8

PWM -PWM – pulsní šířková modulace, čítače – generování signálu s proměnnou střídou, využití pro generování stejnosměrného napětí doplněným dolnopropustným filtrem ( míst D/A převodníku), řízení výkonu – svícení LED, proud motoru,…. PWM 8, 12, 16 bitů, - více bitů PWM, nižší opakovací frekvence, problém filrace volba předděličky pro generátor PWM,


9

Čítače PWM Čítače režim pulsní šířkové modulace PWM „Pulse - width modulation“ Parametry PWM – perioda a střída, nastavení registrů podle stavu čítače pro překlopení) Řízení výkonu, režim „zapnuto“ – „vypnuto“ řízení svitu žárovek, proudu stejnosměrného motoru,.. Společné spínání vícekanálové PWM – zarovnání na kraj - větší rušení, impulsní zátěž, AT89C51RC2 Podpora PWM


10

Čítače PWM Společné spínání vícekanálové PWM – zarovnání na kraj - větší rušení, impulsní zátěž, Rozdělené spínání – zarovnání na střed


11

Čítače v mikrokontrolérech s jádrem ARM Cortex – M3 V STM32 podle typu 3x16 bitů až 6x 16 bitů čítače všechny MCU mají jeden nebo více čítačů Čítače – důležitá součást MCU Některé MCU i samostatný procesor pro správu čítačů (Freescale- TPU Timing Processor Unit) se samostatným programováním Čítače- významné při řízení motorů A3B38MMP, 2013, J.Fischer, ČVUT - FEL, kat. měření

12

Čítače v STM32 Kanály „Capture“, „compare“ registrů - navázány na společný čítač možná spolupráce registrů s DMA (přenos dat mezi reg. a pamětí - výklad)


13

Čítače STM32 .


14

Čítač „systick“ Čítač systick v procesorem s jádrem ARM Cortex – již čítač součástí vlastního jádra ARM – CortexM3 Využití pro RTOS ( Real Time operating System), operační systémy reálného času, časování činnosti systému, stále běžící čítač,…


15

Přednáška - Čítače. 2013, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer. A3B38MMP, 2013, J.Fischer, ČVUT - FEL, kat. měření 1

Recommend Documents