Uklady czasowo-licznikowe.pdf

2010-01-28

Układy czaowo-licznikowe w

systemach mikroprocesorowych

semestr zimowy 2009/2010, WIEiK, PK

• Wkażdymytemiemikroproceorowym

najdujeatoowanieukładcaowylub

układlicnikowy

• Licbalicnikówtoowanychwytemieiich

długodwyrażonawbitach,różniąidla

konkretnychtypów

semestr zimowy 2009/2010, WIEiK, PK

2010-01-28

Podstawowe funkcje

• Praca czasowa (funkcja Timer) –jeżeliadaniemlicnika

jetodmieraniucauCtotliwodygnału

egarowegodlalicnikajetnanaidokładnie

generowana(tabilna)Najcciej,tymygnałem

egarowymjetwielokrotnodlubpodwielokrotnod

głównegoygnałuegarowegoterującegoytemem

mikroprocesorowym

• Praca licznikowa (funkcja counter) –jeżeligłównym

adaniemlicnikajetlicanie,głównielicby

impulówewntrnychCtotliwodygnału

zegarowego dla licznika (i dla programisty) nie jest

znana.

semestr zimowy 2009/2010, WIEiK, PK

Funkcjeukładówcaowo-licznikowych

Układycaowo/licnikoweątoowanedorealiacjinatpującychunkcji

• odmieraniacileokrelonychjednotekcaowychigenerowanieygnału

prerwaniaprtowego,

• odmieraniaodtpówcaumidydareniamiachodącymiwytemie

mikroprocesorowym (tzw. Input Event Capture),

• pomiarucautrwaniaimpulówewntrnych,(nppomiarprdkociobrotowej),

• pomiarctotliwociygnałuewntrnego

• generowaniepojedyncychimpulówocileokrelonychparametrach,

• generowanieimpulów(ekwencjiimpulów)wodtpachcauo

aprogramowanejwartoci(Output compare),

• generowanieprebieguokreowegooadanejctotliwoci,

• generowanieprebiegówimpulowychookrelonymcaietrwanialub

prebiegówoadanymwpółcynnikuwypełnienia– tzw. modulatory PWM (PWM

– pulse witdh modulation),

• generowanieygnałuegarowegodlainterejueregowego,wtrybie

synchronicznym lub asynchronicznym (baud rate generator),

• odmierzanie czasu rzeczywistego, tzw. zegar czasu rzeczywistego, (RTC – Real Time

Clock),

• praca w trybie licznika nadzorcy (tzw. watchdog),

semestr zimowy 2009/2010, WIEiK, PK

2010-01-28

Podtawowa budowa układu licznikowego

• Układcaowylubukładlicnikowybudowany

jetwoparciuoklaycnecyroweukłady

licnikowe(ynchronicne),kładającei

prerutnikówtypuDlubJ-K ilicającew

naturalnym kodzie binarnym (BIN)

• bytakiukładmógłpracowadwytemie

mikroproceorowymmuibydwypoażonyw

dodatkoweelementy(bramkilogicne)iukłady

logicne(rejetry,komparatory),które

umożliwiająprogramowalnodlicnikairealiacj

kilku funkcji.

semestr zimowy 2009/2010, WIEiK, PK

Podtawowa budowa układu licznikowego

stan aktualny licznika

fclk

Generator

zegarowy

Licznik binarny 2 n

Bitprepełnienia(carry)

Bitpożycki(borrow)

Sterowanie zliczaniem

Sterowanie kierunkiem

zliczania, up/down

Zerowanie

reset

Wpis,

set

wartodpocątkowadolicania

semestr zimowy 2009/2010, WIEiK, PK

2010-01-28

Podtawowa budowa układu licznikowego

• Wwikociprypadkówlicnikwytemiejet

licnikiemlicającymwgórmożliwociąwpiywania

wartocipocątkowejiodcytuaktualnegotanu

licnikaPoprepełnieniulicnikutawiabit

prepełnieniaimożegenerowadprerwanieprtowe

• Licnikipreważenieą

– w prostych mikrokontrolerach 8-10-bitowe (8-bit MCU)

– 16-bitowe (8 lub 16-bit MCU),

– 32-bitowe w rozbudowanych mikrokontrolerach (16 lub

32-bit MCU)

semestr zimowy 2009/2010, WIEiK, PK

Przykładowa truktura układu

licznikowego w mikrokontrolerze

Sterowanie

zliczaniem

ygnałem

ewntrnym

Wartoddoporównania

Rejestr LSB

Rejestr MSB

Sterowanie

programowe

zliczaniem

Ext. Gate

komparator

Bitrównoci

Zegar

systemowy

Aktualny stan licznika

fclk

IRQ

Licznik binarny

2 n

Licznik binarny

2 n

Bit

prepełnienia

Preskaler

fext

Rejestr LSB

Rejestr MSB

Zerowanie

bitu

Wybórródła

ygnału

Wybór

dzielnika

wtpnego

auto-preładowanie

semestr zimowy 2009/2010, WIEiK, PK

wartodpocątkowadolicania

2010-01-28

Przykładowa truktura modulatora PWM

Serokodimpulu

Rejetrerokoci

impulów

Okreygnały

Wyjcieregulacją

tanu„0”

Komparator

erokoci

Licznik binarny

modulo Nt

Wyjcie

/PWM

fclk

Przerzutnik

Zerowanie

Komparator

okresu

Rejestr okresu

ygnałuNt

semestr zimowy 2009/2010, WIEiK, PK

Podstawy techniki modulacji PWM

Serokodimpulu

T - okreygnałuPWM*+,

T = t off + t on

F = 1/ T –ctotliwodygnałuPWM*H+

t off - czas trwania stanu niskiego [s]

t on - czas trwania stanu wysokiego [s]

U avg = U max *t on /T – wartodrednianapicia

wyjciowego

Regulacja stanem

niskim

t off

t on

U avg

U max

Okreygnału

t on

Regulacja stanem

w ysokim

t off

Regulacja stanem

w ysokim

WyjciePWM

komplementarne

Okreygnału

OUT

t on

t off

/OUT

t off

Okreygnału

Regulacja stanem niskim

od przodu i tyłu

Ustawiany tzw. czas

martwy (dead time)

semestr zimowy 2009/2010, WIEiK, PK

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: