Варианты заданий для студентов

Вариант	Направление бега светодиодов	Число скоростей	Номер таймера	Номер внешнего прерывания	Тип прерывания от таймера
1	слева направо	3	0	0	Переполнение
2	слева направо	3	1	1	Достижение значения
3	слева направо	3	0	2	Переполнение
4	слева направо	4	1	0	Достижение значения
5	слева направо	4	0	1	Переполнение
6	слева направо	4	1	2	Достижение значения
7	справа налево	5	0	0	Переполнение
8	справа налево	5	1	1	Достижение значения
9	справа налево	5	0	2	Переполнение
10	справа налево	6	1	0	Достижение значения
11	справа налево	6	0	1	Переполнение
12	справа налево	6	1	2	Достижение значения

Контрольные вопросы

6. Как создать проект на языке Си в среде разработки AVR Studio?

7. Какой источник тактирования выбран?

8. Что нужно сделать для добавления новых файлов в проект?

9. Что хранится в заголовочном файле appl.h?

10. Что находится в файле appl.c?

11. Что располагается в главном модуле программы?

Основы работы в среде разработки CodeVisionAvr. Широтно-импульсная модуляция (шим) микроконтроллера AtMega16

Освоение интегрированной среды разработки программ для микроконтроллеров Atmel семейства AVR CodeVisionAVR, формирование навыков программирования на языке С. Генерация ШИМ.

Введение

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, Pulse-width modulation – PWM) – дискретизация непрерывного сигнала бинарным сигналом (с двумя уровнями – 1/0) так, что средние уровни сигнала за некоторый отрезок времени равны. ШИМ есть импульсный сигнал постоянной частоты и переменной скважности, то есть обратного отношения длительности импульса к периоду его следования. С помощью задания скважности (длительности импульсов) можно менять среднее напряжение на выходе ШИМ.

Рис. 1. Широтно-импульсная модуляция

Параметры ШИМ:

• Т – период ШИМ (время между фронтами (или спадами) соседних импульсов),

• А – длительность импульса,

• Т/А – скважность ШИМ,

• А/Т – величина ШИМ.

В работе используется таймер/счетчик 1 (работа в режиме PWM) и порт D (выход ШИМ).

Выводы порта D с альтернативными функциями показаны в табл. 1.

Табл. 1.

Альтернативные функции порта D

Вывод порта	Альтернативная функция
PD7	OC2 (выход компаратора и выход ШИМ таймера-счетчика 2)
PD6	ICP1 (вход триггера захвата фронта таймера-счетчика 1)
PD5	OC1A (выход A компаратора и ШИМ таймера-счетчика 1)
PD4	OC1B (выход В компаратора и ШИМ таймера-счетчика 1)
PD3	INT1 (вход внешнего прерывания 1)
PD2	INT0 (вход внешнего прерывания 0)
PD1	TXD (выход передачи УАПП)
PD0	RXD (вход приема УАПП)

16-разрядные таймеры-счетчики предназначены для точного задания временных интервалов, генерации прямоугольных импульсов и измерения временных характеристик импульсных сигналов.

Таймер/счетчик 1 (TC1) – 16-битовый модуль, содержащий 10 8-битовых регистров. Эти регистры фактически являются набором из 5 16-битовых регистров. Счет происходит в регистрах TCNT1H (Timer counter 1 High byte) и TCNT1L (Low byte), вместе составляющих 16-битовый регистр TCNT1.

Табл. 2.

Регистр А управления таймером-счетчиком 1 – TCCR1A

Bit	7	6	5	4	3	2	1	0
	COM1A1	COM1A0	COM1B1	COM1B0	FOC1A	FOC1B	WGM11	WGM10	TCCR1A
Чтение/ запись	Чт./Зп.	Чт./Зп.	Чт./Зп.	Чт./Зп.	Чт./Зп.	Чт./Зп.	Чт./Зп.	Чт./Зп.
Исх. значение	0	0	0	0	0	0	0	0

Биты 7:6 – COM1A1:0: Режим формирования выходного сигнала канала A.

Биты 5:4 – COM1B1:0: Режим формирования выходного сигнала канала В.

Биты COMnA1:0 и COMnB1:0 влияют на работу выводов OCnA и OCnB, соответственно. Если один или оба бита COMnA1:0 равны 1, то вывод OCnA переходит к выполнению альтернативной функции, запрещая его работу как обычного порта ввода-вывода. Аналогичные изменения происходят с выводом OCnB во время записи лог. 1 в один из битов COMnB1:0. Однако необходимо учитывать, что остается влияние на работу данных выводов со стороны регистра направления данных (DDR), и в соответствующих разрядах этого регистра должно быть задано выходное направление для выводов OCnA или OCnB.

Табл. 3.

Описание битов выбора режима работы порта А и В, режим Fast PWM

COM1A1/ COM1B1	COM1A0/ COM1B0	Описание
0	0	Нормальная работа порта, сигналы OC1A/OC1B отключены.
0	1	Если биты WGM13:0 = 15: переключение (инвертирование) OC1A при совпадении, OC1B отключен (нормальная работа порта). Для всех остальных установок WGM13:0 – нормальная работа порта, сигналы OC1A/OC1B отключены.
1	0	Сброс OC1A/OC1B при совпадении (неинвертирующий режим).
1	1	Установка OC1A/OC1B при совпадении (инвертирующий режим).

Табл. 4.

Описание битов выбора режима работы порта А и В, режим PWM с фазовой коррекцией, с фазово-частотной коррекцией

COM1A1/ COM1B1	COM1A0/ COM1B0	Описание
0	0	Нормальная работа порта, сигналы OC1A/OC1B отключены.
0	1	Если биты WGM13:0 = 9 или 14: переключение (инвертирование) OC1A при совпадении, OC1B отключен (нормальная работа порта). Для всех остальных установок WGM13:0 – нормальная работа порта, сигналы OC1A/OC1B отключены.
1	0	Сброс OC1A/OC1B при совпадении на подъеме фронта. Установка OC1A/OC1B при совпадении на спаде фронта.
1	1	Установка OC1A/OC1B при совпадении на подъеме фронта. Сброс OC1A/OC1B при совпадении на спаде фронта.

Биты 3:2 – FOC1A:FOC1B: Режим формирования силы выходного сигнала.

Биты 1:0 – WGMn1:0: Режим работы таймера-счетчика.

В сочетании с битами WGM13:2 из регистра TCCRnB данные биты определяют алгоритм счета, источник для задания вершины счета (ВП) и тип генерируемой формы сигнала. Таймер-счетчик может работать в одном из следующих режимов: нормальный режим (счетчик), сброс таймера при совпадении (CTC) и три типа режимов с широтно-импульсной модуляцией (PWM).