Kol7

Bildiğimiz gibi, mikro denetleyiciler analog sensörlerden analog giriş alır ve bu sinyalleri işlemek için ADC (Analogdan Dijitale dönüştürücü) kullanır. Ancak bir mikro denetleyici, Servo motor, DC motor vb. Gibi analog çalıştırılan cihazları kontrol etmek için analog bir sinyal üretmek isterse ne olur? Mikrodenetleyiciler 1V, 5V gibi çıkış voltajı üretmezler, bunun yerine analog cihazları çalıştırmak için PWM adı verilen bir teknik kullanırlar. PWM'ye bir örnek, dizüstü bilgisayarımızın sıcaklığa göre hız kontrolüne tabi tutulması gereken soğutma fanıdır (DC motor) ve aynısı anakartlarda Darbe Genişliği Modülasyonu (PWM) tekniği kullanılarak gerçekleştirilir.

Bu eğitimde , ARM7-LPC2148 mikro denetleyicideki PWM'yi kullanarak bir LED'in parlaklığını kontrol edeceğiz.

PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu)

PWM, motorun hızını, bir ledin parlaklığını vb. Kontrol etmek gibi dijital değerleri kullanarak analog cihazları kontrol etmenin iyi bir yoludur. PWM, saf analog çıkış sağlamasa da, Analog Cihazları kontrol etmek için iyi analog darbeler üretir. PWM, ortaya çıkan dalganın ortalama değerinde bir değişim elde etmek için aslında dikdörtgen bir darbe dalgasının genişliğini modüle eder.

PWM'nin görev döngüsü

PWM sinyalinin YÜKSEK (açık kalma süresi) kaldığı sürenin yüzdesi görev döngüsü olarak adlandırılır. Sinyal her zaman AÇIK ise% 100 görev döngüsündedir ve her zaman kapalıysa% 0 görev çevrimidir.

Görev Döngüsü = Açma süresi / (Açma süresi + Kapatma süresi)

ARM7-LPC2148'deki PWM Pimleri

Aşağıdaki resim ARM7-LPC2148'in PWM çıkış pinlerini göstermektedir. PWM için toplam altı pin vardır.

PWM Kanalı	LPC2148 Bağlantı Noktası Pimleri
PWM1	P0.0
PWM2	P0.7
PWM3	P0.1
PWM4	P0.8
PWM5	P0.21
PWM6	P0.9

ARM7-LPC2148'deki PWM Kayıtları

Projemize başlamadan önce LPC2148'deki PWM kayıtlarını bilmemiz gerekiyor.

İşte PWM için LPC2148'de kullanılan kayıtların listesi

1. PWMPR: PWM Ön Ölçek Kaydı

Kullanım: 32-Bitlik bir kayıttır. PWM Zamanlayıcı Sayacını artırmadan önce PCLK'nin kaç kez çevrilmesi gerektiğini (eksi 1) içerir (Aslında ön ölçek sayacının maksimum değerini tutar).

2. PWMPC: PWM Ön Ölçek Sayacı

Kullanım: 32 bitlik bir kayıt . Artan sayaç değerini içerir. Bu değer PR değeri artı 1'e eşit olduğunda, PWM Zamanlayıcı Sayacı (TC) artırılır.

3. PWMTCR: PWM Zamanlayıcı Kontrol Kaydı

Kullanım: Sayaç Etkinleştirme, Sayaç Sıfırlama ve PWM Etkinleştirme kontrol bitlerini içerir. 8-Bitlik bir kayıttır.

7: 4	3	2	1	0
AYRILMIŞ	PWM ETKİN	AYRILMIŞ	SAYAÇ SIFIRLAMA	SAYAÇ ETKİNLEŞTİRME

PWM Etkinleştir: (Bit-3)
0- PWM Devre Dışı

1- PWM Etkin
Sayaç Etkinleştirme: (Bit-0)
0- Sayaçları Devre Dışı Bırak

1- Sayacı Etkinleştir
Sayaç sıfırlama: (Bit-1)

0- Hiçbir Şey Yapma.

1- PCLK'nin pozitif kenarında PWMTC & PWMPC'yi sıfırlar.

4. PWMTC: PWM Zamanlayıcı Sayacı

Kullanım: 32-Bitlik bir kayıttır. Artan PWM Zamanlayıcısının mevcut değerini içerir. Ön Ölçekleyici Sayacı (PC), Ön Ölçekleyici Kayıt (PR) değeri artı 1'e ulaştığında, bu sayaç artar.

5. PWMIR: PWM Kesme Kaydı

Kullanım: 16 Bitlik bir Kayıt. 0-6 PWM Maç Kanalları için kesme bayraklarını içerir. Bu kanal için bir kesinti meydana geldiğinde (MRx Interrupt), X'in kanal numarası olduğu (0 ila 6) bir kesme bayrağı ayarlanır.

6. PWMMR0-PWMMR6: PWM Maç Kaydı

Kullanım: 32-Bitlik bir kayıttır . Aslında Match Channel grubu, 6 tek kenar kontrollü veya 3 çift kenar kontrollü PWM çıkışının ayarlanmasına izin verir. Bu PWM çıkışlarını PWMPCR'deki gereksinimlerinize uyacak şekilde yapılandırmak için yedi Eşleştirme Kanalını değiştirebilirsiniz.

7. PWMMCR: PWM Maç Kontrol Kaydı

Kullanım: 32-Bitlik bir kayıttır. Seçilen Maç Kanalını kontrol eden Kesme, Sıfırlama ve Durdurma bitlerini içerir. PWM maç kayıtları ve PWM Zamanlayıcı sayaçları arasında bir eşleşme gerçekleşir.

31:21	20	19	18	..	5	4	3	2	1	0
AYRILMIŞ	PWMMR6S	PWMMR6R	PWMMR6I	..	PWMMR1S	PWMMR1R	PWMMR11	PWMMR0S	PWMMR0R	PWMMR01

Burada x, 0'dan 6'ya kadardır

PWMMRxI (Bit-0)

PWM kesintilerini ETKİNLEŞTİR VEYA DEVRE DIŞI BIRAK

0- PWM Maç kesintilerini devre dışı bırakın.

1- PWM Match interrupt'ını etkinleştirin.

PWMMRxR: (Bit-1)

RESET PWMTC - PWMRx ile her eşleştiğinde zamanlayıcı sayacı değeri

0- Hiçbir Şey Yapma.

1- PWMTC'yi sıfırlar.

PWMMRxS: (Bit 2)

PWMTC Maç kayıt değerine ulaştığında PWMTC ve PWMPC'yi DURDURUN

0- PWM durdurma özelliğini devre dışı bırakın.

1- PWM Durdurma özelliğini etkinleştirin.

8. PWMPCR: PWM Kontrol Kaydı

Kullanım: 16 Bitlik bir kayıttır. 0-6 PWM çıkışlarını etkinleştiren bitleri içerir ve her çıkış için tek kenar veya çift kenar kontrolü seçer.

31:15	14: 9	8: 7	6: 2	1: 0
KULLANILMAYAN	PWMENA6-PWMENA1	KULLANILMAYAN	PWMSEL6-PWMSEL2	KULLANILMAYAN

PWMSELx (x: 2 ila 6)

PWMx için Tek Kenar modu
1- PWMx için Çift Kenar Modu.

PWMENAx (x: 1 ila 6)

PWMx Devre Dışı Bırak.
1- PWMx Etkin.

9. PWMLER: PWM Latch Etkinleştirme Kaydı

Kullanım: 8-Bitlik bir Kayıt. Her Maç Kanalı için Match x Latch bitlerini içerir.

31: 7	6	5	4	3	2	1	0
KULLANILMAYAN	LEN6	UZUNLUK5	LEN4	LEN3	UZUNLUK2	LEN1	UZUNLUK0

LENx (x: 0 ila 6):

0- Yeni Eşleşme Değerlerinin yüklenmesini devre dışı bırakın

1- Yeni Eşleşme değerlerini (PWMMRx) PWMMatch Register'dan zamanlayıcı sıfırlandığında yükleyin.

Şimdi ARM mikro denetleyicideki Darbe Genişliği Modülasyonunu göstermek için donanım kurulumunu oluşturmaya başlayalım.

Gerekli Bileşenler

Donanım

ARM7-LPC2148 Mikrodenetleyici
3.3V Voltaj Regülatörü IC
10k Potansiyometre
LED (Herhangi bir renk)
LCD (16x2) Ekran Modülü
Breadboard
Kabloların Bağlanması

Yazılım

Keil uVision5
Flash Magic Aracı

Devre Şeması ve Bağlantılar

LCD ve ARM7-LPC2148 arasındaki bağlantılar

ARM7-LPC2148	LCD (16x2)
P0.4	RS (Kayıt Seçimi)
P0.6	E (Etkinleştir)
P0.12	D4 (Veri pini 4)
P0.13	D5 (Veri pimi 5)
P0.14	D6 (Veri pini 6)
P0.15	D7 (Veri pini 7)
GND	VSS, R / W, K
+ 5V	VDD, A

LED ve ARM7-LPC2148 arasındaki bağlantı

LED'in ANODE, LPC2148'in PWM çıkışına (P0.0) bağlanırken, LED'in CATHODE pini LPC2148'in GND pinine bağlıdır.

ARM7-LPC2148 ve 3.3V voltaj regülatörlü potansiyometre arasındaki bağlantı

3.3V Voltaj Regülatörü IC	Pin işlevi	ARM-7 LPC2148 Pimi
1. Sol Pim	- Ve GND'den	GND pimi
2. Merkez Pimi	Düzenlenmiş + 3.3V Çıkış	Potansiyometreye Giriş ve potansiyometrenin çıkışı LPC2148'in P0.28'ine
3. Sağ Pim	5V'den + Ve GİRİŞ	+ 5V

Dikkat edilecek noktalar

1. Burada LPC2148'in ADC pinine (P0.28) analog giriş değeri sağlamak için 3.3V'luk bir voltaj regülatörü kullanılmıştır ve 5V güç kullandığımız için 3.3V voltaj regülatörü ile voltajı düzenlememiz gerekir.

2. Analog girişi (ADC) LPC2148 pin P0.28'e sağlamak için voltajı (0V ila 3.3V) arasında değiştirmek için bir potansiyometre kullanılır.

PWM için ARM7-LPC2148'i programlama

ARM7-LPC2148'i programlamak için keil uVision ve Flash Magic aracına ihtiyacımız var. ARM7 Stick'i mikro USB portu üzerinden programlamak için USB Kablosu kullanıyoruz. Keil kullanarak kod yazıyoruz ve bir hex dosyası oluşturuyoruz ve ardından HEX dosyası Flash Magic kullanarak ARM7 çubuğuna flash yapıyor. Keil uVision ve Flash Magic'in yüklenmesi ve bunların nasıl kullanılacağı hakkında daha fazla bilgi için ARM7 LPC2148 Mikrodenetleyiciye Başlarken bağlantısını izleyin ve Keil uVision kullanarak Programlayın.

Bu eğitimde, LED'in parlaklığını kontrol etmek için ADC ve PWM tekniğini kullanacağız. Burada LPC2148'e ADC giriş pini P0.28 üzerinden analog giriş (0 ila 3.3V) verilir, ardından bu analog giriş dijital değere (0 ila 1023) dönüştürülür. Daha sonra LPC2148'in PWM çıkışı sadece 8 bit çözünürlüğe sahip olduğundan (2 ⁸) bu değer tekrar dijital değere (0 - 255) dönüştürülür. LED, PWM pin P0.0'a bağlanır ve LED'in parlaklığı potansiyometre kullanılarak kontrol edilebilir. ARM7-LPC2148'deki ADC hakkında daha fazla bilgi edinmek için bağlantıyı takip edin.

PWM ve ADC için LPC2148'in programlanmasına dahil olan adımlar

Adım 1: - ilk şey etmektir PLL yapılandırmak sistem saatini ve programcılar ihtiyacı başına LPC2148 periferik saatini ayarlar olarak saat nesil için. LPC2148 için maksimum saat frekansı 60Mhz'dir. PLL saat üretimini yapılandırmak için aşağıdaki satırlar kullanılır.

void initilizePLL (void) // Saat üretimi için PLL kullanma işlevi { PLL0CON = 0x01; PLL0CFG = 0x24; PLL0FEED = 0xAA; PLL0FEED = 0x55; while (! (PLL0STAT & 0x00000400)); PLL0CON = 0x03; PLL0FEED = 0xAA; PLL0FEED = 0x55; VPBDIV = 0x01; }

Adım 2: - Sonraki şey, PINSEL kaydını kullanarak LPC2148'in PWM pinlerini ve PWM işlevini seçmektir. LPC2148'in PWM çıkışı için P0.0 kullandığımız için PINSEL0 kullanıyoruz.

PINSEL0 = 0x00000002; // PWM çıkışı için P0.0 pinini ayarlama

Adım 3: - Daha sonra, PWMTCR (Zamanlayıcı Kontrol Kaydı) kullanarak zamanlayıcıları SIFIRLAMAK gerekir.

PWMTCR = (1 << 1); // PWM Zamanlayıcı Kontrol Kaydını sayaç sıfırlama olarak ayarlama

Ve sonra, PWM'nin çözünürlüğüne karar veren ön ölçek değerini ayarlayın. Sıfıra ayarlıyorum

PWMPR = 0X00; // PWM ön ölçek değerini ayarlama

Adım 4: - Daha sonra, PWMMR0 için sıfırlama, kesmeler gibi işlemleri ayarlarken PWMMCR'yi (PWM eşleşme kontrol kaydı) ayarlamamız gerekir.

PWMMCR = (1 << 0) - (1 << 1); // PWM Maç Kontrol Kaydını Ayarlama

Adım 5: - PWM kanalının maksimum süresi PWMMR kullanılarak ayarlanır.

PWMMR0 = PWMvalue; // PWM değeri Maksimum değer verilmesi

Bizim durumumuzda maksimum değer 255'tir (Maksimum parlaklık için)

Adım 6: - Daha sonra PWMLER kullanarak ilgili eşleşme kayıtlarına Mandal Etkinleştirmeyi ayarlamamız gerekir.

PWMLER = (1 << 0); // Enalbe PWM mandalı

(PWMMR0 kullanıyoruz) Bu nedenle PWMLER'de 1 ayarlayarak ilgili biti etkinleştirin

Adım 7: - PWM çıkışını pime etkinleştirmek için PWM Zamanlayıcı sayaçlarını ve PWM modlarını etkinleştirmek için PWMTCR'yi kullanmamız gerekir.

PWMTCR = (1 << 0) - (1 << 3); // PWM ve PWM sayacının etkinleştirilmesi

Adım 8: - Şimdi PWM'nin görev döngüsünü ayarlamak için potansiyometre değerlerini ADC pini P0.28'den almamız gerekiyor. Bu nedenle, potansiyometrelerin analog girişini (0 - 3.3V) ADC değerlerine (0 - 1023) dönüştürmek için LPC2148'deki ADC modülünü kullanıyoruz.

Burada , LPC2148'in PWM'si 8-Bit çözünürlüğe sahip olduğundan, 0-1023 arasındaki değerleri 4'e bölerek 0-255'e dönüştürüyoruz (2 ⁸).

Adım 9: - For LPC2148 ADC pimi P0.28 seçerek kullandığımız

PINSEL1 = 0x01000000; // P0.28'in ADC INPUT AD0CR olarak ayarlanması = (((14) << 8) - (1 << 21)); // A / D Dönüşümü için saati ve PDN'yi ayarlama

Aşağıdaki satırlar Analog girişi (0 - 3.3V) yakalar ve onu dijital değere (0 - 1023) dönüştürür. Daha sonra bu dijital değerler 4'e bölünerek (0'dan 255'e) dönüştürülür ve son olarak LED'in bağlı olduğu LPC2148'in P0.0 pinine PWM çıkışı olarak beslenir.

AD0CR - = (1 << 1); // ADC kayıt gecikme süresinde (10) AD0.1 kanalını seçin ; AD0CR - = (1 << 24); // A / D dönüşümünü başlatırken ((AD0DR1 & (1 << 31)) == 0); // ADC Veri kaydındaki DONE bitini kontrol edin adcvalue = (AD0DR1 >> 6) & 0x3ff; // SONUÇ'u ADC veri kütüğünden alın dutycycle = adcvalue / 4; // (0'dan 255'e) görev döngüsü değerlerini elde etmek için formül PWMMR1 = iş döngüsü; // görev döngüsü değerini PWM eşleşme yazmacına ayarla PWMLER - = (1 << 1); // İş döngüsü değeri ile PWM çıktısını etkinleştirin

Adım 10: - Daha sonra bu değerleri LCD (16X2) Ekran modülünde görüntüleyeceğiz. Bu yüzden, LCD ekran modülünü başlatmak için aşağıdaki satırları ekliyoruz

Void LCD_INITILIZE (void) // LCD'yi hazırlama işlevi { IO0DIR = 0x0000FFF0; // P0.12, P0.13, P0.14, P0.15, P0.4, P0.6 pinlerini OUTPUT gecikme süresi (20) olarak ayarlar; LCD_SEND (0x02); // LCD'yi 4-bit çalışma modunda başlat LCD_SEND (0x28); // 2 satır (16X2 ) LCD_SEND (0x0C); // İmleç kapalı iken göster LCD_SEND (0x06); // Otomatik artış imleci LCD_SEND (0x01); // Ekran net LCD_SEND (0x80); // İlk satır ilk konum }

Biz bağlı olarak LPC2148 ile 4-bit modunda LCD biz kemirmek (Üst Nibble & Aşağı Nibble) tarafından kemirme olarak görüntülenecek değerleri göndermek gerekiyor. Bu nedenle aşağıdaki satırlar kullanılır.

void LCD_DISPLAY (char * msg) // Tek tek gönderilen karakterleri yazdırma işlevi { uint8_t i = 0; while (msg! = 0) { IO0PIN = ((IO0PIN & 0xFFFF00FF) - ((msg & 0xF0) << 8)); // Üst yarım bayt gönderir IO0SET = 0x00000050; // RS HIGH & ENABLE HIGH veri yazdırmak için IO0CLR = 0x00000020; // RW DÜŞÜK Yazma modu gecikme süresi (2); IO0CLR = 0x00000040; // EN = 0, RS ve RW değişmedi (yani RS = 1, RW = 0) gecikme süresi (5); IO0PIN = ((IO0PIN & 0xFFFF00FF) - ((msg & 0x0F) << 12)); // Alt yarım bayt gönderir IO0SET = 0x00000050; // RS & EN YÜKSEK IO0CLR = 0x00000020; gecikme süresi (2); IO0CLR = 0x00000040; gecikme süresi (5); i ++; } }

Bu ADC & PWM değerlerini görüntülemek için int main () fonksiyonunda aşağıdaki satırları kullanıyoruz.

LCD_SEND (0x80); sprintf (displayadc, "adcvalue =% f", adcvalue); LCD_DISPLAY (displayadc); // ADC değerini göster (0 ila 1023) LCD_SEND (0xC0); sprintf (ledoutput, "PWM OP =%. 2f", parlaklık); LCD_DISPLAY (ledçıktı); // (0'dan 255'e) çalışma döngüsü değerlerini göster

Eğiticinin tam kodu ve video açıklaması aşağıda verilmiştir.