Tag Archives: Таймеры

Управление большим количеством светодиодов через Binary Angle Modulation

Вот приспичило вам сделать себе могучую светодиодную хреновину, чтобы моргала и переливалась. Да еще в RGB и плавненько так. Собрали вы это дело, поглядели на количество каналов которыми нужно рулить и призадумались…
 

▌А что не так с ШИМ?
Да все с ним хорошо, только аппаратных каналов обычно всего несколько штук. А программный ШИМ имеет ряд недостатков. Да, можно взять и на базе алгоритма управления кучей сервомашинок, используя всего один таймер собрать многоканальный ШИМ, но сколько у нас будет вызовов прерываний?
 


 

Каждый отдельный фронт потребует своего прерывания на смену уровня. А представьте, что у нас этих каналов будет не 4, а 40? Или 400? Да контроллер из прерываний вылезать не будет. Прерывания будут налезать друг на друга, порождая джиттер. Не говоря уже о том, что все эти каналы надо будет при любом изменении скважности заново сортировать по длительности. В общем, тупилово будет еще то.
 

▌Нас спасет BAM
Но решение есть. Зовется этот метод BAM. Суть его в том, что мы включаем нагрузку импульсами, поразрядно, с длительностью равной весу разряда.

 

В результате мы имеем высокую дискретность, но при этом у нас всего 7 прерываний на любое число каналов. Соответственно разрядам.

 

Интегрируется все аналогично обычному ШИМу. Но есть ряд нюансов:

  1. Частота плавает и на малых разрядах она повышается. Для светодиода или грелки это наплевать. А вот двигатель или еще какую нагрузку с реактивными элементами вроде обмоток или емкостей я бы таким сигналом питать не стал.
  2. При переходе с малых весов к одному большому наблюдается мерцание. Но с этим можно бороться, подробности ниже.
  3. Выдавать вес лучше с большего к меньшему, так меньше заметно влияние второго пункта.

 
(далее…)

Read More »

ARM. Учебный Курс. SysTick — Системный таймер

Продолжаем потрошить кортексы М3. Есть у них у всех, вне зависимости от производителя, такая штука как системный таймер — SysTick. Это часть ядра. Тупейший и примитивный таймер. Он ничего не умеет кроме как генерировать прерывание в заданном промежутке времени. Используется обычно во всяких RTOS для проворачивания диспетчера. К тому же его прерывание имеет высокий приоритет.
 

Краткое описание
Сам таймер 24 разрядный. И тикает вниз от предзагруженного значения до нуля, после чего перезагружается вновь и генерирует прерывание. Управляется он четырьмя регистрами:

 
Таблица из ARM Cortex M3 Reference Manual
 
(далее…)

Read More »

AVR. Учебный Курс. Асинхронный режим таймера

Иногда полезно иметь в системе часы отсчитывающие время в секундах, да еще с высокой точностью. Часто для этих целей применяют специальные микросехмы RTC (Real Time Clock) вроде PCF8583. Вот только это дополнительный корпус, да и стоит она порой как сам МК, хотя можно обойтись и без нее. Тем более, что многие МК имеют встроенный блок RTC. В AVR его правда нет, но там есть асинхронный таймер, служащий полуфабрикатом для изготовления часиков.

Первым делом нам нужен часовой кварц на 32768Герц.

Почему кварц именно 32768Гц и почему его зовут часовым? Да все очень просто — 32768 является степенью двойки. Два в пятнадцатой степени. Поэтому пятнадцати разрядный счетчик, тикающий с частотой 32768 Гц, будет переполняться раз в секунду. Это дает возможность строить часы на обычной логической рассыпухе без каких либо заморочек. А в микроконтроллере AVR организовать часы с секундами можно почти без использования мозга, на рефлексах периферии.

Асинхронный режим таймера
Помните как работают таймеры? Тактовая частота с основного тактового генератора (RC внешняя или внутренняя, внешний кварц или внешний генератор) поступает на предделители, а с выхода предделителей уже щелкает значениями регистра TCNT. Либо сигнал на вход идет с счетного входа Тn и также щелкает регистром TCNT

Структура же Timer/Counter2 немного отличается от остальных — у него нет счетного входа, зато есть возможность задействовать собственный тактовый генератор.

Для этого на выводы TOSC2 и TOSC1 вешается кварцевый резонатор. Низкочастотный, обычно это часовой кварц на 32768Гц. На Pinboard он смонтирован справа от контроллера и подключается перемычками. Причем тактовая частота процессора должна быть выше как минимум в четыре раза. У нас тактовая от внутреннего генератора 8Мгц, так что нас это условие вообще не парит :)

Часовой кварц вешается просто на выводы. Без конденсаторов и каких либо заморочек.
(далее…)

Read More »

Ускоритель травления плат

Платы я травлю постоянно, в среднем по две в сутки. А с недавних пор решил озадачиться ускорением этого процесса. Есть несколько проверенных способов это сделать.

  • Подогреть раствор. Замечательные результаты, но в топку — хлорное железо слишком мерзкая вещь чтобы каждый раз таскать ее до кухни и обратно, гемороиться с водяной баней. Так что нефиг.
  • Покачивать кювету с платой. Вот еще, лишний раз баламутить эту гадость, а если прольется? Жена на меня уже и так волком смотрит — вся квартира в рыжую точечку :) Тоже в топку этот способ.
  • Проверенный метод с бульбулятором — когда на дно емкости опускается шланчик от компрессора для рыбок и во время травления через раствор пропускаются пузырьки. Чертовский эффективный метод, но есть у него два недостатка: под компрессор нужна розетка, а свободная розетка это ценный ресурс за который надо бороться, второе — пузырьки на поверхности лопаются, забрызгивая все вокруг. Так что скоро все вокруг будет рыжее, надо закрывать кювету. А мне лень, впрочем, по сравнению с нехваткой розеток это просто фигня :)

Тут мне пришла в голову еще одна идея — вибратор! Плата у меня плавает на пенопластовом поплавке, так что мне мешает посадить на эту платформу еще и вибромоторчик, чтобы он своими дрыганиями стряхивал образующийся медный шлак вниз, ускоряя процесс? Да будет так! (далее…)

Read More »

AVR. Учебный курс. Таймеры

С счетчиком итераций главного цикла мы разобрались и выяснили, что для точных временных отсчетов он не годится совершенно — выдержка плавает, да и считать ее сложно. Что делать?

Очевидно, что нужен какой то внешний счетчик, который тикал бы независимо от работы процессора, а процессор мог в любой момент посмотреть что в нем такое натикало. Либо чтобы счетчик выдавал события по переполнению или опустошению — флажок поднимал или прерывание генерил. А проц это прочухает и обработает.

И такой счетчик есть, даже не один — это периферийные таймеры. В AVR их может быть несколько штук да еще с разной разрядностью. В ATmega16 три, в ATmega128 четыре. А в новых МК серии AVR может даже еще больше, не узнавал.

Причем таймер может быть не просто тупым счетчиком, таймер является одним из самых навороченных (в плане альтернативных функций) периферийных девайсов.

Что умееют таймеры

  • Тикать с разной скоростью, подсчитывая время
  • Считать входящие извне импульсы (режим счетчика)
  • Тикать от внешнего кварца на 32768гц
  • Генерировать несколько видов ШИМ сигнала
  • Выдавать прерывания (по полудесятку разных событий) и устанавливать флаги

Разные таймеры имеют разную функциональность и разную разрядность. Это подробней смотреть в даташите.
(далее…)

Read More »