Čítače a časovače v MCUhome.zcu.cz/~dudacek/NMS/PDF/NMS p°_04 (MCU ŔÝtaŔe).pdf ·...

K.D. - přednášky NMS 1

NMS Čítače a časovače MCU

ČČíítatačče a e a ččasovaasovačče e v MCUv MCU



Obsah

• Režim čítač

• Režim časovač

• Rozšíření funkce čítače/časovače– Automatické plnění

– Funkce „compare“

– Funkce „capture“

– Funkce „PWM“

– Dekódování signálu inkrementálních čidel



Základní funkce

Základní funkce čítačů/časovačů:

• Čítač – počítání pulsů vnějšího signálu.

• Časovač – počítání pulsů vnitřního zdroje, obvykle hodinového signálu procesoru. (tj. měření času).



Základní zapojení čítače

Čítací registr

Interní sběrnice MCU

Pinčítače

ProgramovýStart / Stop

+1 PřetečeníINT



Základní zapojení časovače

Čítací registr



+1Předdělička

Interní systémové hodiny

PřetečeníINT



Příklad – čítač/časovač 8051

• 8051 je vybavena dvojicí čítačů/časovačů.

• Každý čítač/časovač může pracovat v některém ze 4 režimů.

Registry TMOD a TCON



Příklad – čítače/časovače T0 a T1 mikrokontrolérů PIC



Příklad – čítač/časovač T2 mikrokontrolérů PIC

• Obsahuje speciální obvody pro funkci „compare“.



Programová obsluha časovače

Obsluha přerušení a nový start časovače proběhne se zpožděním ⇒ chyba časování.

– Lze částečně řešit úpravou hodnoty N.

Určení dělicího poměrupředděličky a čítače (= N)

Inicializace časovače

Nstavení hodnoty -Ndo registru časovače

Start časovače

Přerušení

Stop časovače

Z

K

K

Nstavení hodnoty -Ndo registru časovače

Start časovače

Inicializace časovače Obsluha přerušení

Než

ádo

ucí

pro

dlo

uže

ní

cyk

lu



Automatické plnění registru čítače („reload“)• Funkce „reload“ umožňuje automatické přednastaveníčítače/časovače po přetečení.

Čítací registr



+1 PřetečeníPředdělička


Pomocný registr

INT



Automatické plnění registru čítače (8051)



Rozšířené funkce

Rozšířené funkce čítačů/časovačů:

• Compare – generování pulsů v určitém čase.

• Capture – zjištění okamžiku vnější události.

• PWM – generátor šířkově modulovaných pulsů.



Rozšířená funkce – „compare“

• Nastavení výstupu na 0, 1 resp. na opačnou hodnotu (toggle) v přesně daném čase.

Čítací registr+1 Přetečení

Předdělička


Porovnávací registr

Komparátor

1 0 toggle

INTVýstupní

pin



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“:



Rozšířené funkce – „capture“

• Speciální obvod pro zjištění přesného času určité události

Čítací registr


+1 PřetečeníPředdělička


Záchytný registr

INT

Detekceudálostí

Load

INT




Příklad funkce „capture“:



Rozšířená funkce - PWM

• Hardware pro generování periodického obdélníkového průběhu s nastavitelnou střídou.

(PWM = Pulse Width Modulation).

Perioda

pulsuDélkaStrída =

Délka pulsu

Perioda



Rozšířená funkce – PWM (2)

• Hardware pro generování periodického obdélníkového průběhu s nastavitelnou střídou.

+1Předdělička

Interní systémovéhodiny

Komparátor

Délka pulsu

Čítací registr S

RQ PWM

Perioda

Komparátor

Reset




Příklad funkce „PWM“:



Použití PWM (1)

• Náhrada DA převodníku

PWMMCU

R

C

Analogovývýstup

PWM

Střední hodnotanapětí



Použití PWM (2)

• Řízení otáček stejnosměrného (DC) motoru.

PWMMCU Výkonové

obvody

DC motor



Použití PWM (3)

• Generátor vícefázového signálu (asynchronní a krokové motory, měniče, ...).

PWM 1

PWM 2

PWM 3

MCU

PWM 1

PWM 2

PWM 3

Trojnásobnýčítač/časovač



Rozšířená funkce – dekodér inkrementálních čidel (1)

• Dvoufázový „kvadraturní“ signál umožňuje detekci změny polohy včetně směru.

LED

Detektory

Fáze 1

Fáze 2

Směr A Směr B

Fáze 1

Fáze 2



Rozšířená funkce – dekodér inkrementálních čidel (2)

Čítací registr


+1Přetečení

INTDekodér -1



Příklad – GPTU mikrokontroléru Infineon C167



Kombinované cítače/časovače výkonných MCU (1)

Jednotka CCR mikrokontroléruInfineon C167:

• C167 je vybavena bloky GPT1 se 3 a GPT2 se 2 registry.

• Registry mohou pracovat samostatněnebo v kombinaci.



Kombinované cítače/časovače výkonných MCU (2)

Jednotka CCR mikrokontroléruInfineon C167:

• 2 nezávislé čítače Tx a TY,

• 16 registrůcapture/compare.



Kombinované cítače/časovače výkonných MCU (3)Jednotka TPU mikrokontroléru Renesas H8S:• Celkem 6 kanálů.• Každý kanál má kromě čítače další 2 nebo 4 operační registry.



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



Některé režimy jednotky TPU

• Dekodér dvoufázového signálu



K přípravě přednášek byly použity materiály firem Atmel, Intel, Microchip, Philips, Renesas a Infineon.

Date post:	06-Jan-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	5 times
Download:	0 times

Čítače a časovače v MCUhome.zcu.cz/~dudacek/NMS/PDF/NMS p°_04 (MCU ŔÝtaŔe).pdf ·...

Documents