สร้าง PWM Wave ด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

PWM คืออะไร?

PWM STANDS FOR PULSE WIDTH MODULATION เป็นเทคนิคที่ความกว้างของพัลส์จะแปรผัน

เพื่อให้เข้าใจแนวคิดนี้อย่างชัดเจน ให้พิจารณาพัลส์นาฬิกาหรือสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมใดๆ โดยมีวัฏจักรหน้าที่ 50% ซึ่งหมายความว่าช่วง Ton และ Toff เท่ากัน ระยะเวลารวมที่สัญญาณสูงและระยะเวลาที่สัญญาณต่ำเรียกว่า Total ระยะเวลา.

สำหรับภาพที่แสดงด้านบนเวฟนี้มีรอบการทำงาน 50%

รอบการทำงาน = (เวลาเปิด / เวลาทั้งหมด)*100

ON time - เวลาที่สัญญาณสูง

เวลาปิด - เวลาศัตรูที่สัญญาณต่ำ เวลาทั้งหมด - ระยะเวลารวมของพัลส์ (ทั้งเวลาเปิดและปิด)

ขั้นตอนที่ 1: เลือกไมโครคอนโทรลเลอร์

การเลือกไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เหมาะสมสำหรับโปรเจ็กต์ นี่เป็นส่วนสำคัญของสัญญาณ PWM ของโปรเจ็กต์ สามารถสร้างได้ในไมโครคอนโทรลเลอร์ที่มีช่องสัญญาณ PWM (การลงทะเบียน CCP) สำหรับโปรเจ็กต์นี้ ฉันกำลังวางแผนจะใช้ pic16f877 คุณสามารถดาวน์โหลดลิงค์แผ่นข้อมูลด้านล่าง

เอกสารข้อมูล PIC16F877a คลิกที่นี่

โมดูล CCP มีหน้าที่ในการผลิตสัญญาณ PWM CCP1 และ CCP2 ถูกมัลติเพล็กซ์กับ PORTC PORTC เป็นพอร์ตแบบสองทิศทางแบบกว้าง 8 บิต การลงทะเบียนทิศทางข้อมูลที่สอดคล้องกันคือ TRISC การตั้งค่าบิต TRISC (=1) จะทำให้ใช้พิน PORTC ที่สอดคล้องกันเป็นอินพุต การล้างบิต TRISC (=0) จะทำให้พิน PORTC ที่สอดคล้องกันเป็นเอาต์พุต

ทริสค์ = 0; //การล้างบิตนี้จะทำให้ PORTC เป็นเอาต์พุต

ขั้นตอนที่ 2: กำหนดค่าโมดูล CCP

CCP - โมดูลจับภาพ/เปรียบเทียบ/PWM

โมดูล Capture/Compare/PWM (CCP) แต่ละโมดูลประกอบด้วยรีจิสเตอร์ 16 บิต ซึ่งสามารถทำงานเป็น:

• การลงทะเบียนการจับภาพ 16 บิต

• รีจิสเตอร์เปรียบเทียบ 16 บิต

• การลงทะเบียน PWM Master/Slave Duty Cycle

กำหนดค่าการลงทะเบียน CCP1CON เป็นโหมด PWM

ลงทะเบียนรายละเอียด

CCPxCON รีจิสเตอร์นี้ใช้เพื่อกำหนดค่าโมดูล CCP สำหรับการดำเนินการ Capture/Compare/PWM

CCPRxL รีจิสเตอร์นี้เก็บบิต PWM 8-Msb บิต 2 บิตที่ต่ำกว่าจะเป็นส่วนหนึ่งของรีจิสเตอร์ CCPxCON

TMR2 Free running counter ซึ่งจะเปรียบเทียบกับ CCPR1L และ PR2 สำหรับการสร้างเอาต์พุต PWM

ตอนนี้ฉันจะใช้ไบนารีเพื่อแสดงบิตเพื่อกำหนดค่าการลงทะเบียน CCP1CON

อ้างถึงภาพด้านบน

CCP1CON = 0b00001111;

นอกจากนี้คุณยังสามารถจัดรูปแบบฐานสิบหก

CCP1CON = 0x0F; //การกำหนดค่าการลงทะเบียน CCP1CON สำหรับโหมด PWM

ขั้นตอนที่ 3: การกำหนดค่าโมดูล Timer2 (การลงทะเบียน TMR2)

Timer2 เป็นตัวจับเวลา 8 บิตพร้อมพรีสเกลเลอร์และตัวนับสเกล สามารถใช้เป็นฐานเวลา PWM สำหรับโหมด PWM ของโมดูล CCP การลงทะเบียน TMR2 สามารถอ่านและเขียนได้ และจะถูกล้างในการรีเซ็ตอุปกรณ์ใดๆ

แสดงการลงทะเบียน T2CON

พรีสเกลและมาตราส่วนหลังจะปรับความถี่เอาต์พุตของคลื่น PWM ที่สร้างขึ้น

ความถี่ = ความถี่สัญญาณนาฬิกา/(4*prescaler*(PR2-TMR2)*Postscaler*count)

โดยที่ Tout = 1/ความถี่

T2CON = 0b000000100;

สิ่งนี้จะสร้างคริสตัล 2.5 KHz @ 1Mhz หรือ 100KHz @ 4MHz (ในทางปฏิบัติ มีข้อ จำกัด สำหรับความถี่ PWM นี้อ้างอิงแผ่นข้อมูลเฉพาะสำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม)

การแทนค่าฐานสิบหก

T2CON = 0x04; // เปิดใช้งาน T2CON โดยไม่มีการกำหนดค่า Prescaler และ Postscale

ขั้นตอนที่ 4: การกำหนดค่า PR2 (การลงทะเบียนช่วงเวลา Timer2)

โมดูล Timer2 มีการลงทะเบียนช่วงเวลา 8 บิต PR2 Timer2 เพิ่มขึ้นจาก 00h จนกว่าจะตรงกับ PR2 จากนั้นรีเซ็ตเป็น 00h ในรอบการเพิ่มถัดไป PR2 เป็นการลงทะเบียนที่อ่านและเขียนได้ การลงทะเบียน PR2 จะเริ่มต้นเป็น FFh เมื่อรีเซ็ต

การตั้งค่าช่วงที่เหมาะสมสำหรับ PR2 จะอนุญาตให้ใช้เปลี่ยนรอบการทำงานของคลื่น PWM ที่สร้างขึ้น

PR2 = 100; // ตั้งเวลารอบเป็น 100 สำหรับรอบการทำงานที่แตกต่างกันจาก 0-100

เพื่อความง่าย ฉันกำลังใช้ PR2=100 โดยสร้าง CCPR1L = 80; สามารถบรรลุรอบการทำงาน 80%

ขั้นตอนที่ 5: กำหนดค่าโมดูล CCPR1l

เนื่องจาก PR2 = 100 CCPR1l สามารถกำหนดค่าที่ใดก็ได้ระหว่าง 0-100 เพื่อให้ได้รอบการทำงานที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 6: เขียนภาพร่างบนตัวคุณ MPLAB X IDE รหัสที่ได้รับร้อง

#รวม

โมฆะดีเลย์ (int a) // ทำหน้าที่สร้างการหน่วงเวลา {

สำหรับ (int i=0; i<a;i++)

{

สำหรับ(int j=0;j<144;j++);

}

}

เป็นโมฆะหลัก ()

{ ทริสค์ = 0; //การล้างบิตนี้จะทำให้ PORTC เป็นเอาต์พุต

CCP1CON = 0x0F; //การกำหนดค่าการลงทะเบียน CCP1CON สำหรับโหมด PWM

T2CON = 0x04; // เปิดใช้งาน T2CON โดยไม่มีการกำหนดค่า Prescaler และ Postscale

PR2 = 100; // ตั้งเวลารอบเป็น 100 สำหรับรอบการทำงานที่แตกต่างกันตั้งแต่ 0-100

ในขณะที่(1){

CCPR1L = 75; //สร้างรอบการทำงานล่าช้า 75%(1);

}

}

ฉันยังได้ทำการแก้ไขโค้ดเล็กน้อยเพื่อให้ความถี่ของคลื่น PWM ที่สร้างขึ้น

นี่คือรหัสจำลองในโพรทูสและคลื่น PWM เอาต์พุตแสดงอยู่ด้านล่าง ในการอัปโหลดสิ่งนี้บนบอร์ดพัฒนารูปภาพของคุณ ให้ใช้ #include พร้อมบิตการกำหนดค่าที่เหมาะสม

ขอขอบคุณ