Přednáška , kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer. A4B38NVS, 2012, J.Fischer, kat. měření,, ČVUT - FEL 1

Přednáška 10

2012, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer

A4B38NVS, 2012, J.Fischer, kat. měření, , ČVUT - FEL

1

Náplň přednášky Čítače v MCU forma, principy činnosti


2

Čítače v mikrokontrolérech 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 A4B38NVS, 2012, J.Fischer, kat. měření, , ČVUT - FEL

3

Čítače čítače v STM32 ?? co to vše je ?? vysvětlení po částech


4

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

5

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


6

Kvadraturní signál Heslo – quadrature signal, incremental quadrature encoder (viz výklad na tabuli přednáška 9 -10) optoelektrický inkrementální snímač polohy Směr – podle sledu fází, posun – podle počtu hran, v 1 periodě - 4 hrany A

A

B

B

klid, běh, klid

inkrementovat č.

f

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 číslicově řízené systémy, odměřování polohy strojů A4B38NVS, 2012, J.Fischer, kat. měření, , ČVUT - FEL

7

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 v STM32

přetečení

CLK čítač

přerušení, příznak

událost hradlo

CPU - čtení hodnoty

registr

t1

t2

capture chan. 1

t3

t4

capture chan. 1

capture chan. 2


8

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 přetečení CLK pro motory čítač událost

programování – viz budík s jedním časem, vždy naprogramování dalšího času aktivace (výklad před.)

komparátor

registr

OC1,.. výst.

CPU přerušení, příznak CPU - zápis hodnoty


9

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


10

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, Rozdělené spínání – zarovnání na střed


11

Čítače STM32 .


12

Čítač „systick“ v STM32 Systémový čítač Systick – jej již součástí ARM – CortexM3 obsahuje jej ve stejné formě každý procesor s jádrem ARM Cortex –M3 Využití pro RTOS, operační systémy reálného času, časování činnosti systému Ostatní čítače – závisí na konkrétním řešení daného výrobce čítače 16 – bitové, 32 – bitové,.. např. STM32F051 jeden čítač 32- bitový, STM32F100 - jen 16 – bitové čítače


13

STM32F100

JTAG/SW JTAG/SWDebug Debug Nested Nestedvect vectIT ITCtrl Ctrl

11xxSystick SystickTimer Timer 11xxDMA DMA 77Channels Channels

FlashI/F I/F Flash

Cortex-M3 Cortex-M3 CPU CPU 24 24 MHz MHz ARMLite LiteHi-Speed Hi-SpeedBus Bus ARM Matrix / Arbiter (max 24MHz) Matrix / Arbiter (max 24MHz)

-

16-128kB 16-128kB Flash FlashMemory Memory

XTAL XTALoscillators oscillators 32KHz 32KHz++3~25MHz 3~25MHz 4kB-8kB 4kB-8kBSRAM SRAM

20B 20BBackup BackupRegs Regs

Clock ClockControl Control

Bridge Bridge Bridge Bridge

1x 1xSPI SPI 1x 1xUSART/LIN USART/LIN Smartcard/IrDa Smartcard/IrDa Modem-Ctrl Modem-Ctrl


(max 24MHz)

Up Upto to80 80I/Os I/Os

ARM Peripheral Bus

Synchronized SynchronizedAC ACTimer Timer

Up Upto to16 16Ext. Ext.ITs ITs

Int. Int.RC RCoscillators oscillators 40KHz 40KHz++8MHz 8MHz PLL PLL

RTC RTC//AWU AWU 2x 2xWatchdog Watchdog

CRC CRC

1x6x 1x6x16-bit 16-bitPWM PWM

Power PowerSupply Supply Reg Reg1.8V 1.8V POR/PDR/PVD POR/PDR/PVD

ARM Peripheral Bus (max 24MHz)

(independent (independent&&window) window)

33xx16-bit 16-bitTimer Timer

1x16-bit 1x16-bittimer timerwith with22 IC/OC/PWM IC/OC/PWM

HDMI HDMICEC CEC

2x16-bit 2x16-bittimer timereach each with 1 IC/OC/PWM with 1 IC/OC/PWM

2x 2xSPI SPI

22xx12bit 12bitDAC DAC 1x 1x12-bit 12-bitADC ADC 16 channels 16 channels// 850ksps 850ksps Temp TempSensor Sensor

2x 2xUSART/LIN USART/LIN Smartcard Smartcard//IrDa IrDa Modem ModemControl Control 2x 2xI2C I2C

14

Přednáška , kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer. A4B38NVS, 2012, J.Fischer, kat. měření,, ČVUT - FEL 1

Recommend Documents