Главная » Статьи » Проекты
Конфигурируем ШИМ в Bascom
  Достаточно часто появляется необходимость использовать управление какого-либо устройства (будь то лампочка накаливания, двигатель, ТЭН или простой светодиод) посредством ШИМ. 
  Наверно объяснять что это такое и в чем прелесть управления ШИМом не нужно, информации в интернете накопилось уже достаточно много, да и врядли мне получиться разжевать эту тему лучше. Поэтому сразу перейдем к делу, а именно запустим ШИМ на Attiny2313 средствами Bascom-AVR.  
  Шим в микроконтроллерах AVR работает на таймерах-счетчиках, в мк Tiny2313 таких таймеров всего 2: 8-и битный Timer0 считающий до 255 и 16-и битный Timer1 способный считать до 65535. Каждый таймер управляет двумя ШИМ-каналами, таким образом всего аппаратно можно реализовать целых 4 канала ШИМ. 
  Информацию о количестве каналов ШИМ и разрядность каждого канала можно глянуть на страницах даташита на микроконтроллер.  
  Так, на борту Attiny2313 имеются два 8-и битных канала ШИМ работающих от Timer0 и еще два канала под управлением таймера Timer1 имеют программируемую разрядность от 8 до 10 бит. В даташите эти ноги подписываются следующим образом:
 
pinouts attiny2313
 
 
 
  Для того чтобы сконфигурировать таймер Timer1 на генерацию ШИМ в Bascom достаточно записать следующую строку :
 
Config Timer1 = Pwm, Pwm = 8, Compare A Pwm = Clear Up, Compare B Pwm = Clear Down, Prescale = 64    
 

Pwm = 8 выбирается разрядность ШИМ, для Timer1 как писалось выше может быть также Pwm = 9 или Pwm = 10.  

Compare A/B Pwm = Clear Up/Clear Down здесь конфигурируем активное состояние для каждого канала ШИМ (А и В).

Prescale = 64 - уже знакомая строка конфигурации таймера, отвечающая за предварительное деление частоты переполнения таймера, в данном случае делитель будет задавать частоту ШИМ. Можем менять на свое усмотрение Prescale= 1|8|64|256|1024  


 Скважность генерируемого сигнала определяется значением, которые мы записываем в регистры сравнения OCR1A и OCR1B (каналов ШИМ же у нас два на одном таймере, вот по одному регистру на канал А и В). Со значениями, которые лежат в этих регистрах постоянно сравнивается значение счетного регистра (туда оно копируется с таймера), при их совпадении происходит переключение ноги мк в активное состояние, а счетный регистр продолжает считать до своего максимального значения. Досчитав до максимума, таймер начинает считать в обратном направлении, и дойдя до момента когда значения счетного регистра и регистра сравнения снова совпадут, произойдет обратное переключение на ноге микроконтроллера (см. рисунок ниже)
 
 
 
 
 

 Для нас регистры сравнения OCR1A и OCR1B всего-навсего переменные, в которые мы можем положить какое-нибудь значение. Например, так:

OCR1A = 100
OCR1B = 150

 В баскоме для удобства предусмотрено и другое название этих регистров: PWM1A и PWM1B, так предыдущие строки будут равнозначны следующим:

PWM1A = 100
PWM1B = 150
 
Теперь разберемся, как влияет конфигурация активного состояния Clear Up/Clear Down на то, что происходит на выходе ШИМ в зависимости от значения регистра сравнения.
Когда выход сконфигурирован как Compare A Pwm = Clear Down активным состоянием выхода является высокий уровень и при увеличении значения регистра OCR (PWM) пропорциональное напряжение на этой ноге будет расти. С точностью до наоборот все будет происходить, если выход сконфигурирован как Compare A Pwm = Clear Up. Все это хорошо проиллюстрировано на картинке ниже
 
 

 Значения, которые могут принимать эти регистры сравнения зависят от того, какую разрядность канала ШИМ мы выбрали. При PWM = 8 (8-и битный шим) возможно значение от 0 до 255; при PWM = 9  от 0 до 511; при PWM = 10 от 0 до 1023. Тут я думаю, все понятно.

 Теперь небольшой пример: подключим к микроконтроллеру светодиоды как показано на схеме (питание мк на схеме не указано) 
 
 
 И напишем небольшую программку:
 
$regfile = "attiny2313.dat"
$crystal = 4000000

Config Timer1 = Pwm, Pwm = 9, Compare A Pwm = Clear Down, Compare B Pwm = Clear Up, Prescale = 8
Config PORTB.3 = Output
Config PORTB.4 = Output

Do

Incr Pwm1a                                 'плавно увеличиваем значение регистра сравнения OCR1A
Incr Pwm1b                                 'плавно увеличиваем значение регистра сравнения OCR1B

Waitms 20                                  'добавим задержку

Loop

End
 

 

 После того как откомпилировали и прошили программу в контроллер один из светодиодов (D1) будет плавно набирать яркость, а другой (D2) плавно гаснуть  

 Если сейчас ткнуть осциллографом на выходы ШИМ, то можем увидеть такую вот картину с изменяющейся скважностью импульсов (синий сигнал на ОС1А, красный на ОС1В):

 

 Конфигурация таймера Timer0 для генерации ШИМ практически такая же, за исключением того, что timer0 это 8-и битный таймер, и поэтому ШИМ генерируемый этим таймером будет всегда иметь разрядность 8. Поэтому конфигурируя этот таймер, разрядность ШИМ не указывается:  
 
Config Timer0 = Pwm, Compare A Pwm = Clear Up, Compare B Pwm = Clear Down, Prescale = 64    

 


 Теперь аналогичный пример со светодиодами, но теперь шим сгенерируем при помощи Timer0:

 

 

 

$regfile = "attiny2313.dat"
$crystal = 4000000

Config Timer0 = Pwm, Compare A Pwm = Clear Down, Compare B Pwm = Clear Up, Prescale = 8
Config PORTB.2 = Output
Config PORTD.5 = Output

Do

Incr Pwm0a                                   'плавно увеличиваем значение регистра OCR0A
Incr Pwm0b                                   'плавно увеличиваем значение регистра OCR0B  

Waitms 20                                    'добавим задержку

Loop

End
 

 

 

 

  Подключим светодиоды к выходу ШИМ Timer0, как показано на схеме:

 


Тут все аналогично: первый светодиод (D1) будет плавно набирать яркость, а второй (D2) будет плавно гаснуть. 

 

Подсчет частоты генерации ШИМ

 

  Если требуется узнать частоту генерации ШИМ, то сделать это не сложно. Смотри на формулу ниже:

    Частота ШИМ = (частота кварца/предделитель) / (размер счетного регистра *2)

Для примера подсчитаем несколько значений: 

   1. Частота кварца = 4000000 Гц, предделитель = 64, разрядность ШИМ 10 бит => размер счетного регистра = 1024

 Частота ШИМ = (4000000/64)/(1024*2) = 122 Гц 

   2. Частота кварца = 8000000 Гц, предделитель = 8, разрядность ШИМ 9 бит => размер счетного регистра = 512

 Частота ШИМ = (8000000/8)/(512*2) = 976,56 Гц

   3. Частота кварца 16000000 Гц, предделитель = 1, разрядность ШИМ 8 бит => размер счетного регистра = 256

 Частота ШИМ = (16000000/1)/(256*2) = 31250 Гц

 


Категория: Проекты | Добавлено: 18.07.2011
Просмотров: 62563 | Комментарии: 65 | Теги: bascom-avr, ШИМ, Timer1, PWM, Timer0, ATtiny2313 | Рейтинг: 4.7/18
Всего комментариев: 651 2 3 »
+1   Спам
65 lionsitroen   (23.02.2018 13:10) [Материал]
Спустя годы отвечу сам себе и другим страждущим. Для конфигурации ШИМ в режиме Fast PWM придется настроить регистр счетчика напрямую.
Пример конфигурации для Atmega8a на таймере 2:

'Регистр DDRB преобладает над регистром TCCR. По этому порт надо настроить на выход
Config Portb.3 = Output
'Настроим регистр Tccr2: FAST PWM, Set on Compare, Set OC2 on Compare Match, No prescaling. Описание битов смотрим в даташите
Config Timer2 = Timer
Tccr2 = &B01101001
'Установим уровень сравнения
Ocr2 = 128

64 max   (28.03.2017 14:15) [Материал]
http://bascom.at.ua/publ/usb_pwm/1-1-0-43#

63 sand   (27.03.2017 21:38) [Материал]
Добрый день.

Перерыл весь интернет, не могу найти очень простую вещь, может быть вы мне поможете.
Нужен простой пример на Bascom для работы с тремя выходами ШИМ для ATMEGA8. У нее есть двух и одноканальные ШИМ, а во всех примерах используется 1 или 2 канала двухканального. Заранее спасибо.

62 Dmitriy   (28.02.2016 18:11) [Материал]
Pchela5 Да,конечно в протеусе немного побаловался, работает без шима. На цветА три транзистора 60N03 или аналогичные, на каждый светодиод, BSS84. Чтобы не рисковать и не сжечь контроллер.В железе будет собрано не скоро, но поделюсь обязательно.

61 pchela5   (28.02.2016 17:45) [Материал]
Однако, серьезная задумка. А ключи для диодов продумал?

60 Dmitriy   (27.02.2016 15:19) [Материал]
Pchela5 Да, задача странная (сам боюсь). Просьба не падать со стула со смеху :) Я хочу сделать бегущие огни с массой световых эффектов на RGB светодиодах, их будет 80 штук. Купил микроконтроллер в корпусе TQFP-100 Atmega 2560. Десять портов задействованы на выход, регистры не буду ставить. Остается порт G для управления ключами по цвету, вот там и хочу сделать регулировку яркости. Причина, почему не использую родной аппаратный ШИМ, мне так удобнее конструировать эффекты, когда все ножки портов идут по порядку от 0 до 7. Каждый сходит с ума по своему :)
PS Книгу начал читать.

59 pchela5   (27.02.2016 14:39) [Материал]
ЭЭЭЭ, какая то странная задача. Ты бы обрисовал проблему поподробнее. Я встречал много статей про программный ШИМ, да и сам делал. Опять же - шим вызывает прерывание - тоггле ножку в нем и уходи обратно. Вообще у Евстифеева все оч. хорошо описано. Маст риди обязательно.

58 Dmitriy   (26.02.2016 17:46) [Материал]
Pchela5, проблема в том, что мне нужен выход ШИМ на ножках микроконтроллера, которые не являются выходом аппаратного ШИМ. Сейчас пытаюсь сделать программный ШИМ на прерываниях. Если не устроит, добавлю еще один микроконтроллер :) соединю их по UART и все.

57 pchela5   (26.02.2016 15:19) [Материал]
Перебросить можно, если использовать другой таймер.

0  
56 exersizze   (23.02.2016 11:45) [Материал]
Нет, перебросить аппаратный шим на другие ножки не получиться.

55 Dmitriy   (20.02.2016 22:14) [Материал]
Хочу спросить у автора, и посетителей, можно ли перебросить порты ШИМ на другие ноги ? Вот возникла такая необходимость :)

54 koteika   (21.10.2015 12:59) [Материал]
а нет ли у кого-нибудь примера софтового шима каналов на 10? поделитесь

53 cannibal66670   (22.06.2015 15:35) [Материал]
а как организовать, чтоб эти светодиоды светились асинхронно, то есть шим это по сути мерцание с большой частотой, как организовать работу светодиодов так чтоб каждый зажигался в тот момент, когда второй не горит?

+3   Спам
52 pchela5   (28.10.2014 10:52) [Материал]
Для понятия принципа работы ШИМ в разных режимах рекомендую почитать Евстифеева - МК семейства Тини. Сам столкнулся с этой же проблемой неделю назад. После даташита - темный лес, после книги - все ясно. Могу выложить статейку по данному поводу - наработки по преобразователю из 12 в синус 220 с позволения хозяина сайта.

0  
51 exersizze   (14.10.2014 09:13) [Материал]
самому бы разобраться:)

50 Gordon_shumway   (07.10.2014 11:04) [Материал]
Доброго дня !
Уважаемый автор, а не сделаете ли подобную статью про конфигурацию таймеров регистрами ? Столкнулся с тем, что понадобилось сконфигурировать Fast pwm, что нельзя сделать стандартными командами bascom, а можно только регистрами. И, если честно, после курения даташита я окончательно запутался...

49 domrustika   (30.01.2014 17:54) [Материал]
спасибо а какой код будет для использования Timer2 для меги 8? которая на ноге Portb3 (OC2)?

48 sany2   (27.01.2014 22:31) [Материал]
Ноги для Atmega8-для тиньки ищите свои(2313 вообще в глаза ни разу не видел-поэтому не скажу-есть там аналоги или нет,а так же смотрите таймеры-не уверен ,есть ли там таймер2)

Config Portb.1 = Output
Config Portb.2 = Output 'выходы шим
Config Portb.3 = Output

A Alias Ocr2
B Alias Pwm1b
C Alias Pwm1a

Config Timer0 = Pwm , Prescale = 1 , Compare Pwm = Clear Up , Pwm = On
Enable Timer0
Config Timer2 = Pwm , Prescale = 1 , Compare Pwm = Clear Up , Pwm = On
Enable Timer2

A=150
B=200 'для разных светодиодов разные значения-подбирать свои
c=255

47 maratino   (27.01.2014 18:25) [Материал]
Подскажите кто ни будь. Написал код в Баском для тини2313 ПАДАЮЩИЙ МЕТЕОРИТ. Все работает. А вот как сделать, что при движении первые три св-диода загораются полностью, седующие три на половину, а последние три тускло. И получается так, когда все 9 св-диодов метеорита перемещаются по линейке из 17-и свдиодов, то похожа на метеорит. Головка яркая а за ним хвостик. Только Бакском и желательно ати2313
Sub Ar()
Led1 = 1 : Waitms 10
Led2 = 1 : Waitms 10
Led3 = 1 : Waitms 10
Led4 = 1 : Waitms 20
Led5 = 1 : Waitms 20
Led6 = 1 : Waitms 20
Led7 = 1 : Waitms 20 : Led1 = 0
Led8 = 1 : Waitms 20 : Led2 = 0
Led9 = 1 : Waitms 20 : Led3 = 0
Led10 = 1 : Waitms 20 : Led4 = 0
Led11 = 1 : Waitms 20 : Led5 = 0
Led12 = 1 : Waitms 20 : Led6 = 0
Led13 = 1 : Waitms 20 : Led7 = 0
Led14 = 1 : Waitms 20 : Led8 = 0
Led15 = 1 : Waitms 20 : Led9 = 0
Led16 = 1 : Waitms 20 : Led10 = 0
Led17 = 1 : Waitms 20 : Led11 = 0

Led12 = 0 : Waitms 20
Led13 = 0 : Waitms 20
Led14 = 0 : Waitms 20
Led15 = 0 : Waitms 20
Led16 = 0 : Waitms 20
Led17 = 0 : Waitms 60
End Sub

46 T1nK   (09.01.2014 19:16) [Материал]
Сделал RC фильтр - помогло, правда приведенные формулы в статье оказались не верны для ISIS - частота на порядок меньше оказалось, в результате я теперь сомневаюсь в эффективности подбора номиналов элементов в ISIS. Придется видимо как в школе и универе считать все на папирусе с деревянным вычислителем типа счетов...

Дальше буду пытаться переводить ATmega в энергосберегающий режим (к счастью он не один, вроде бы) с пробуждением по событиям, надеюсь тут найдется какая-нибудь статья на это тему ?..

+1   Спам
45 sany2   (08.01.2014 22:50) [Материал]
kip96-ну нафига.Всё так славненько было,и тут бац тебе - ИНТЕГРАТОР.Меня со школы ещё от интегралов не отпустило...Извини - настроение просто хорошее.

44 kip96   (08.01.2014 22:21) [Материал]
Вообще то если по научному, то Вам нужен интегратор
http://ru.wikipedia.org/wiki/Интегратор
Но, некоторых это вводит в тупик.

43 T1nK   (08.01.2014 17:11) [Материал]
Спасибо вам sany2 и kip96 помогли))) Теперь разобрался)))
Правда sany2 с такой схемой чувствую мне пока рано работать, тем более что только недавно начал приобщаться к схемотехнике и микроконтроллерам в частности.
Посмотрю в начале на RC фильтр - что это вообще за зверь, а там видно будет.
Ещё раз спасибо)))
И да, статья действительно отличная

42 sany2   (08.01.2014 09:44) [Материал]
kip96 - классно рассказал!

41 kip96   (08.01.2014 09:27) [Материал]
Яркость меняться будет, кроме того, только так и меняют яркость светодиодов, потому-что ВАХ у него не линейная и аналоговым способом это довольно сложно линейно(визуально) менять яркость светодиода. Если хотите менять напряжение на выходе- добавьте RC фильтр. Импульсами через резистор будет заряжаться конденсатор, в паузах разряжаться. Чем чаще импульсы- тем сильней заряжается. На выходе будет аналоговое напряжение. Если что-то серьёзное - смотрим принцип работы ЦАП. ЗЫ. В изис яркость меняться не будет, просто он этого не умеет(изис)

40 sany2   (08.01.2014 00:03) [Материал]
Например LM2596-ADJ(проще всего:от 0 до 30 вольт)
Подкину схемку http://yadi.sk/d/4YikGvKhFcber

39 T1nK   (07.01.2014 23:56) [Материал]
Нужно изменить яркость светодиода, но как мне показалось для этого нужно изменить напряжение...
Я пока отлаживаю схему в ISIS за неимением программатора под рукой и вижу только изменение частоты импульсов на светодиод с ножки...
В теории конечно это как-то может отразиться на яркости, но проверить это не могу в живую, потому и не понимаю правильно ли делаю.
Скажите, будет ли изменяться яркость моим кодом?

И, спасибо, - действительно глупо было пытаться вывести на аналоговые входы аналоговый сигнал.
Но можно ли как-то управлять именно напряжением (от 0 до напряжения питания)?
Если сам чип этого сделать не может, то какие дополнительные элементы нужно использовать?

38 kip96   (07.01.2014 23:06) [Материал]
И не удивительно! Аналоговых выходов в мк нет! учим дш.
А вообще что Вам нужно, яркость изменять или напряжение?

37 T1nK   (07.01.2014 18:31) [Материал]
Подскажите пожалуйста чем можно заменить analogWrite(pin, value), например, используемое для регулировки яркости светодиода, как говорит автор, с использованием цифровых пинов с поддержкой PWM (видео http://www.youtube.com/watch?v=LkR8rxzAo_A с 4й минуты) ?

Целый день сижу, не могу понять чем можно заменить (без использования цикла)... Пока дошел только до использования таймера (но не уверен, что это то что доктор прописал):

$regfile = "m8def.dat"
$crystal = 16000000

Config Timer1 = Pwm , Pwm = 8 , Compare A Pwm = Clear Up , Prescale = 1
Config Portb.1 = Output

On Int0 Button

Enable Interrupts
Enable Int0

Dim Led As Byte
Led = 0

Do
Waitms 255
Loop

Button:
Led = Led + 51
If Led >= 255 Then
Led = 0
End If
Compare1a = Led
Return

End

PS. В результате меняется частота импульсов на светодиод, но напряжение не меняется. Светодиод у меня подключен к PB1, а кнопка (последовательные нажатия на которые регулируют увеличивают яркость) висит на PD2.
Использовать аналоговые выходы то же не получилось - так же выводится либо 0, либо й (2 с хвостиком Вольт).

36 top   (08.08.2013 18:53) [Материал]
Исправлюсь. Да, частота увеличится. Во сколько? все зависит от величины регистра сравнения. Да и какой разговор может быть о частоте меандра (у которого скважность равна двум) как таковой, если здесь мы меняем скважность. А по вопросу: думаю можно. В момент когда досчитали до FF обнулить значение счетчика. Вот тольо как? Простым сбросом: стоп-старт?

1-30 31-60 61-65
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]


авторизация
рубрики
Проекты [46]
Как подключить [32]
Инструменты [3]
Полезная информация [18]
Объявления [3]
метки
Ponyprog Fuse I2C дешифратор ATmega8 вольтметр ЖКИ датчик шаговый двигатель RC5 TSOP Алгоритм программатор Nokia2100 PCD8544 PCF8812 Siemens A55 USBasp Timer1 PWM Timer0 ATmega32 меню uart Логика 74HC595 модуль SENSOR touchscreen eeprom 1-Wire дальномер HC-SR04 индикатор SHT21 измерения arduino uno python avr Powerdown согласование уровней Arduino IDE Futaba S3003 Servo двигатель АЦП дисплей attiny26 DS18xx Li-ion TP4056 SPI AD9851 dds барометр IRF9540 генератор SIM900D 18b20 3d принтер bootloader Фьюзы dht11 NOKIA3310 DS18B20 MAX7456 ATiny13 CTC-5 LM3914 MQ-4 GPS EB-500 исходники PureBasic микроконтроллер схема usb BMP085 DS1307 датчик влажности Idle dimmer bascom-avr ATtiny2313 MAX7221 NRF24L01 HMC5883L энергосбережение AVR-DOS iLi9325 S6D1121 WTV020 контроллер акселерометр Калман pic MLX90614 Miniterminal радиопередача atmega64 схемы