Čítače e a časovače v MCU K.D. - přednášky 1 Obsah Režim čítač Režim časovač Rozšíření funkce čítače/časovače Automatické plnění Funkce compare Funkce capture Funkce PWM Dekódování signálu inkrementálních čidel K.D. - přednášky 2
Základní funkce Základní funkce čítačů/časovačů: Čítač počítání pulsů vnějšího signálu. Časovač počítání pulsů vnitřního zdroje, obvykle hodinového signálu procesoru. (tj. měření času). K.D. - přednášky 3 Základní zapojení čítače Programový Start / Stop Pin čítače +1 Přetečení Čítací registr Interní sběrnice MCU INT K.D. - přednášky 4
Základní zapojení časovače Interní systémové hodiny Programový Start / Stop Předdělička +1 Čítací registr Přetečení INT Interní sběrnice MCU K.D. - přednášky 5 Příklad čítač/časovač 8051 8051 je vybavena dvojicí čítačů/časovačů. Každý čítač/časovač může pracovat v některém ze 4 režimů. Registry TMOD a TCON K.D. - přednášky 6
Příklad čítače/časovače T0 a T1 mikrokontrolérů PIC K.D. - přednášky 7 Příklad čítač/časovač T2 mikrokontrolérů PIC Obsahuje speciální obvody pro funkci compare. K.D. - přednášky 8
Programová obsluha časovače Obsluha přerušení a nový start časovače proběhne se zpožděním chyba časování. Lze částečněřešit úpravou hodnoty N. Inicializace časovače Z Určení dělicího poměru předděličky a čítače (= N) Inicializace časovače Nstavení hodnoty -N do registru časovače Obsluha přerušení Přerušení Stop časovače Nstavení hodnoty -N do registru časovače Nežádoucí prodloužení cyklu Start časovače Start časovače K K K.D. - přednášky 9 Automatické plnění registru čítače ( reload ) Funkce reload umožňuje automatické přednastavení čítače/časovače po přetečení. Interní systémové hodiny Programový Start / Stop Předdělička +1 Přetečení Čítací registr INT Pomocný registr Interní sběrnice MCU K.D. - přednášky 10
Automatické plnění registru čítače (8051) K.D. - přednášky 11 Rozšířené funkce Rozšířené funkce čítačů/časovačů: Compare generování pulsů v určitém čase. Capture zjištění okamžiku vnější události. PWM generátor šířkově modulovaných pulsů. K.D. - přednášky 12
Rozšířená funkce compare Nastavení výstupu na 0, 1 resp. na opačnou hodnotu (toggle) v přesně daném čase. Interní systémové hodiny Předdělička +1 Přetečení Čítací registr Výstupní pin Komparátor INT 1 0 toggle Porovnávací registr K.D. - přednášky 13 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 : K.D. - přednášky 14
Rozšířené funkce capture Speciální obvod pro zjištění přesného času určité události Interní systémové hodiny Předdělička +1 Přetečení Čítací registr INT Detekce událostí Load Záchytný registr INT Interní sběrnice MCU K.D. - přednášky 15 Příklad CCP mikrokontroléru PIC PIC může mít jednu nebo více jednotek CCP. Každou jednotku lze použít ve funkci compare, capture nebo PWM. Příklad funkce capture : K.D. - přednášky 16
Rozšířená funkce - PWM Hardware pro generování periodického obdélníkového průběhu s nastavitelnou střídou. (PWM = Pulse Width Modulation). Délka pulsu Perioda Strída = Délka pulsu Perioda K.D. - přednášky 17 Rozšířená funkce PWM (2) Hardware pro generování periodického obdélníkového průběhu s nastavitelnou střídou. Interní systémové hodiny Perioda Komparátor Předdělička +1 Čítací registr Reset S Q R PWM Komparátor Délka pulsu K.D. - přednášky 18
Příklad CCP mikrokontroléru PIC PIC může mít jednu nebo více jednotek CCP. Každou jednotku lze použít ve funkci compare, capture nebo PWM. Příklad funkce PWM : K.D. - přednášky 19 Použití PWM (1) Náhrada DA převodníku MCU PWM R C Analogový výstup PWM Střední hodnota napětí K.D. - přednášky 20
Použití PWM (2) Řízení otáček stejnosměrného (DC) motoru. MCU PWM Výkonové obvody DC motor K.D. - přednášky 21 Použití PWM (3) Generátor vícefázového signálu (asynchronní a krokové motory, měniče,...). MCU Trojnásobný čítač/časovač PWM 1 PWM 2 PWM 3 PWM 1 PWM 2 PWM 3 K.D. - přednášky 22
Rozšířená funkce dekodér inkrementálních čidel (1) Dvoufázový kvadraturní signál umožňuje detekci změny polohy včetně směru. LED Fáze 1 Detektory Fáze 2 Fáze 1 Fáze 2 Směr A Směr B K.D. - přednášky 23 Rozšířená funkce dekodér inkrementálních čidel (2) Dekodér +1-1 Čítací registr Přetečení INT Interní sběrnice MCU K.D. - přednášky 24
Příklad GPTU mikrokontroléru Infineon C167 K.D. - přednášky 25 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. K.D. - přednášky 26
Kombinované cítače/časovače výkonných MCU (2) Jednotka CCR mikrokontroléru Infineon C167: 2 nezávislé čítače Tx a TY, 16 registrů capture/compare. K.D. - přednášky 27 Kombinované cítače/časovače výkonných MCU (3) Jednotka TPU mikrokontroléru Renesas H8S: Celkem 6 kanálů. Každý kanál má kroměčítače další 2 nebo 4 operační registry. K.D. - přednášky 28
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 K.D. - přednášky 29 Některé režimy jednotky TPU Dekodér dvoufázového signálu K.D. - přednášky 30
K přípravě přednášek byly použity materiály firem Atmel, Intel, Microchip, Philips, Renesas a Infineon. K.D. - přednášky 31