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[導讀]一、定時/計數(shù)器PWM設計要點根據(jù)PWM((脈寬調制(PWM:(Pulse Width ModulaTION)是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的模式))的特點,在使用ATmega128的定時/計數(shù)器設計輸出PWM時應注意以下幾

一、定時/計數(shù)器PWM設計要點

根據(jù)PWM((脈寬調制(PWM:(Pulse Width ModulaTION)是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的模式))的特點,在使用ATmega128的定時/計數(shù)器設計輸出PWM時應注意以下幾點:

1.首先應根據(jù)實際的情況,確定需要輸出的PWM頻率范圍,這個頻率與控制的對象有關。如輸出PWM波用于控制燈的亮度,由于人眼不能分辨42Hz以上的頻率,所以PWM的頻率應高于42Hz,否則人眼會察覺到燈的閃爍。

2.快速PWM可以的到比較高頻率的PWM輸出,但占空比的調節(jié)精度稍微差一些。此時計數(shù)器僅工作在單程正向計數(shù)方式,計數(shù)器的上限值決定PWM的頻率,而比較匹配寄存器的值決定了占空比的大小。PWM頻率的計算公式為:

3.然后根據(jù)需要PWM的頻率范圍確定ATmega128(是ATMEL公司的 8位系列單片機的最高配置的一款單片機,應用極其廣泛)定時/計數(shù)器的PWM工作方式。AVR定時/計數(shù)器的PWM模式可以分成快速PWM和頻率(相位)調整PWM兩大類。

PWM頻率 = 系統(tǒng)時鐘頻率/(分頻系數(shù)*(1+計數(shù)器上限值)) AVR單片機是1997年由Atmel公司研發(fā)出的增強型內置Flash的RISC(Reduced 根據(jù)PWM((脈寬調制(PWM:(PULSE Width Modulation)是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的模式))的特點,在使用ATmega128的定時/計數(shù)器設計輸出PWM時應注意以下幾點:

1.首先應根據(jù)實際的情況,確定需要輸出的PWM頻率范圍,這個頻率與控制的對象有關。如輸出PWM波用于控制燈的亮度,由于人眼不能分辨42Hz以上的頻率,所以PWM的頻率應高于42Hz,否則人眼會察覺到燈的閃爍。

2.快速PWM可以的到比較高頻率的PWM輸出,但占空比的調節(jié)精度稍微差一些。此時計數(shù)器僅工作在單程正向計數(shù)方式,計數(shù)器的上限值決定PWM的頻率,而比較匹配寄存器的值決定了占空比的大小。PWM頻率的計算公式為:

3.然后根據(jù)需要PWM的頻率范圍確定ATmega128(是Atmel公司的 8位系列單片機的最高配置的一款單片機,應用極其廣泛)定時/計數(shù)器的PWM工作方式。AVR定時/計數(shù)器的PWM模式可以分成快速PWM和頻率(相位)調整PWM兩大類。

PWM頻率 = 系統(tǒng)時鐘頻率/(分頻系數(shù)*(1+計數(shù)器上限值)) AVR單片機是1997年由ATMEL公司研發(fā)出的增強型內置Flash的RISC(Reduced InSTruction Set CPU) 精簡指令集高速8位單片機。

4.頻率(相位)調整PWM模式的占空比調節(jié)精度高,但輸出頻率比較低,因為此時計數(shù)器僅工作在雙向計數(shù)方式。同樣計數(shù)器的上限值決定了PWM的頻率,比較匹配寄存器的值決定了占空比的大小。PWM頻率的計算公式為:

PWM頻率 = 系統(tǒng)時鐘頻率/(分頻系數(shù)*2*計數(shù)器上限值))

5.快速PWM模式適合要求輸出PWM頻率較高,但頻率固定,占空比調節(jié)精度要求不高的應用。

6.相位調整PWM模式適合要求輸出PWM頻率較低,但頻率固定,占空比調節(jié)精度要求高的應用。當調整占空比時,PWM的相位也相應的跟著變化(PhaseCorrect)。

7.在PWM方式中,計數(shù)器的上限值有固定的0xFF(8位T/C);0xFF、0x1FF、0x3FF(16位T/C)。

8.頻率和相位調整PWM模式適合要求輸出PWM頻率較低,輸出頻率需要變化,占空比調節(jié)精度要求高的應用。此時應注意:不僅調整占空比時,PWM的相位會相應的跟著變化;而一但改變計數(shù)器上限值,即改變PWM的輸出頻率時,

會使PWM的占空比和相位都相應的跟著變化(Phase and Frequency Correct)。

二、 PWM應用設計參考

PWM模式可以分成快速PPWM是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用,方波的占空比被調制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數(shù)字的,因為在給定的任何時刻,滿幅值的直流供電要么完全有(ON),要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上的時候,斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠,任何模擬值都可以使用PWM進行編碼。WM和頻率(相位)調整PWM兩大類。

設置提供調制方波的片上定時器/計數(shù)器的周期

在PWM控制寄存器中設置接通時間

設置PWM輸出的方向,這個輸出是一個通用I/O管腳

啟動定時器

使能PWM控制器PWM模式可以分成快速PWM和頻率(相位)調整PWM兩大類。

下面在示例中使用PWM方式來產生一個1KHz左右的正弦波,幅度為0-Vcc/2。

首先按照下面的公式建立一個正弦波樣本表,樣本表將一個正弦波周期分為128個點,每點按7位量化(127對應最高幅值Vcc/2):

f(x) = 64 + 63 * sin(2πx/180) x∈[0…127]

如果在一個正弦波周期中采用128個樣點,那么對應1KHz的正弦波PWM的頻率為128KHz。實際上,按照采樣頻率至少為信號頻率的2倍的取樣定理來計算,PWM的頻率的理論值為2KHz即可??紤]盡量提高PWM的輸出精度,實際設計使用PWM的頻率為16KHz。這意味著在128點的正弦波樣本表中,每隔8點取出一點作為PWM的輸出。

程序中用的ATmega128的8位T/C0工作模式為相位調整PWM模式輸出,系統(tǒng)時鐘為8MHz,分頻系數(shù)為1,其可以產生最高PWM頻率為:

8000000Hz / 510 =

15686Hz。每16次輸出構成一個周期正弦波,正弦波的頻率為980.4Hz。PWM由OC0(PB4)引腳輸出。參考程序如下(ICCAVR)。

//ICC-AVR application builder : 2004-08

// Target : M128

// Crystal: 8.0000Mhz

#include 《iom128v.h》

#include 《macros.h》

#pragma data:code

// 128點正弦波樣本表

const unsigned char auc_SinParam[128] = {

64,67,70,73,76,79,82,85,88,91,94,96,99,102,104,106,109,111,113,115,117,118,120,121,

123,124,125,126,126,127,127,127,127,127,127,127,126,126,125,124,123,121,120,118,

117,115,113,111,109,106,104,102,99,96,94,91,88,85,82,79,76,73,70,67,64,60,57,54,51,48,

45,42,39,36,33,31,28,25,23,21,18,16,14,12,10,9,7,6,4,3,2,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,1,2,3,4,6,

7,9,10,12,14,16,18,21,23,25,28,31,33,36,39,42,45,48,51,54,57,60};

#pragma data:data

unsigned char x_SW = 8,X_LUT = 0;

#pragma interrupt_handler timer0_ovf_isr:17

void timer0_ovf_isr(void)

{

X_LUT += x_SW; // 新樣點指針

if (X_LUT> 127) X_LUT -= 128; // 樣點指針調整

OCR0 = auc_SinParam[X_LUT]; // 取樣點指針到比較匹配寄存器

}

void main(void)

{

DDRB |= 0x10; // PB4(OC0)輸出

TCCR0 = 0x71; // 相位調整PWM模式,分頻系數(shù)=1,正向控制OC0

TIMSK = 0x01; // T/C0溢出中斷允許

SEI(); // 使能全局中斷

while(1)

{……};

}

每次計數(shù)器溢出中斷的服務中取出一個正弦波的樣點值到比較匹配寄存器中,用于調整下一個PWM的脈沖寬度,這樣在PB4引腳上輸出了按正弦波調制的PWM方波。當PB4的輸出通過一個低通濾波器后,便得到一個980.4Hz的正弦波了。如要得到更精確的1KHz的正弦波,可使用定時/計數(shù)器T/C1,選擇工作模式10,設置ICR1=250為計數(shù)器的上限值。

ATMEL在系統(tǒng)級集成方面所擁有的世界級專業(yè)知識和豐富的經(jīng)驗使其產品可以在現(xiàn)有模塊的基礎上進行開發(fā),保證最小的開發(fā)延期和風險。憑借業(yè)界最廣泛的知識產權(IP)組合,Atmel提供電子系統(tǒng)完整的系統(tǒng)解決方案的廠商。 這使客戶能夠帶領他們與市場的電子產品的體積更小,更聰明,更符合成本效益比以往任何時候都通用的服務。 Atmel集成電路的主要集中在消費,工業(yè),安全,通信,計算和汽車市場。在ATMEL公司網(wǎng)站上,給出了使用一個定時/計數(shù)器實現(xiàn)雙音頻撥號(雙音頻用兩中頻率組合表示一個號碼。比如你撥7 就是 1230 和 990HZ兩種頻率。5 為1230 和 1100, 相當與不同的二進制組合。)

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