генератор импульсов на ATmega16 Опции

[neurox]

Доброго времени суток. Обращаюсь к вам с такой задачкой:

Необходимо изготовить генератор импульсов на ATmega16. Частота импульсов задается динамически с клавиатуры и отображается на ЖК дисплее.

Что сделал я:

1.Интерфейс я сделал, число отображается и по нажатию кнопок изменяется. (одна кнопка перелистывает единицы, вторая десятки, третья сотни и т.д.)

2.Мега тактируется от внешнего кварца на 10Mhz. На porta дисплей, на portb кнопки.

Что мне не понятно:

1.Думаю для отсчета периода между импульсами разумно использовать 16ти разрядный таймер... да?

2.Можно ли добиться приемлемой точности в моём случае? Мне необходимо генерировать импульсы с частотой в диапазоне от 1Гц до 10000Гц. (Ну или хотя бы до 5000Гц)

3.Как реализовать генерацию импульсов? (В теории кажется понятным а на практике что-то не врубаюсь). Поделитесь опытом, пожалуйста? А если добавите выкладку на С то буду вообще счастлив.

Сообщение отредактировал neurox - Jan 21 2009, 08:44

[Палыч]

1.Да
2.Да
3.Режим СТС. C выводом импульсов на вывод ОС. Посмотрите в DS. Будут вопросы - задавайте.

P.S. Ответил плохо подумавши на второй вопрос... Уточните: точность какая нужна? Плюс/минус 1 Гц во всём диапазоне?

[GDI]

С 16 битным таймером вы получите только 151Гц максимальную частоту, надо использовать только 10 бит, тогда получится 9765Гц, с точностью установки порядка 9,5Гц. Если поставить кварц 10,48МГц тогда можно получить шаг частоты 10Гц

[muravei]

Не подойдет? h__p://www.telesys.ru/electronics/projects.php?do=p072

[Палыч]

С 16 битным таймером вы получите только 151Гц максимальную частоту...

Это - ещё почему? В режиме СТС частота на ОС:
Fос= Fclk/(2*N*(1+OCR)), где N=1,8,64,1024; OCR=0...65535; Fclk=10 000 000 Гц
Откуда Вы получили такое ограничение?

[GDI]

С FastPWM попутал

[Палыч]

С FastPWM попутал

Ну, вот...
Другое дело: автор вопроса невнятно сформулировал требования по точности генерируемой частоты... Если желает генерить 10 000 Гц с точностью плюс/минус 0,5 Гц (а, может быть и точнее), то это уже 500ppm, добрая часть из которых, возможно, прийдется на погрешность округления делителя до ближайшего целого. Возможны проблемы с точностью задающего генератора: кроме "точности" изготовления кварца, на частоту задающего генератора будут оказываться и другие воздействия (изменение температуры, напряжения питания и др). Возможно, при проектировании прийдётся очень ответственно отнестись к этой части прибора...

[neurox]

Уточните: точность какая нужна? Плюс/минус 1 Гц во всём диапазоне?

Желательная точность действительно +/- 1Гц. Возможно ли её при 10 000 Гц достичь? В вычислениях получается уж слишком большая погрешность.. О_о

Получается так... задающая частота 10 МГц... Через prescaler делю её на 1024, получается 9765,625 Гц - это частота с которой будет работать таймер. Далее мне нужно, например, чтобы он махал ногой с частотой 1 Гц. Т.е. я должен вычислить число, с которым будет сравниваться значение таймера и по совпадению инвертировать уровень на ноге. Как мне вычислить это значение?

[yarunt]

Доброго времени суток. Обращаюсь к вам с такой задачкой:

Необходимо изготовить генератор импульсов на ATmega16. Частота импульсов задается динамически с клавиатуры и отображается на ЖК дисплее.

Что сделал я:

1.Интерфейс я сделал, число отображается и по нажатию кнопок изменяется. (одна кнопка перелистывает единицы, вторая десятки, третья сотни и т.д.)

2.Мега тактируется от внешнего кварца на 10Mhz. На porta дисплей, на portb кнопки.

Что мне не понятно:

1.Думаю для отсчета периода между импульсами разумно использовать 16ти разрядный таймер... да?

2.Можно ли добиться приемлемой точности в моём случае? Мне необходимо генерировать импульсы с частотой в диапазоне от 1Гц до 10000Гц. (Ну или хотя бы до 5000Гц)

3.Как реализовать генерацию импульсов? (В теории кажется понятным а на практике что-то не врубаюсь). Поделитесь опытом, пожалуйста? А если добавите выкладку на С то буду вообще счастлив.

А форма импульсов?

[swisst]

Желательная точность действительно +/- 1Гц. Возможно ли её при 10 000 Гц достичь? В вычислениях получается уж слишком большая погрешность.. О_о

Получается так... задающая частота 10 МГц... Через prescaler делю её на 1024, получается 9765,625 Гц - это частота с которой будет работать таймер. Далее мне нужно, например, чтобы он махал ногой с частотой 1 Гц. Т.е. я должен вычислить число, с которым будет сравниваться значение таймера и по совпадению инвертировать уровень на ноге. Как мне вычислить это значение?

точность будет зависить от того, что Вы можете показать на индикаторе. Я получал точность 0,005% для определенной сетки частот - круглые значения, если можно так выразиться.

[neurox]

А форма импульсов?

прямоугольные

[mempfis_]

В вашем случае надо использовать как уже сказали выше 16-битный таймер в режиме СТС с инвертированием вывода МК управляемого этим мк. Но нужно определится с его входной тактовой частотой. Используя например 8МГц кварц и 8 делитель можно получить 1МГц. Тогда минимальный возможный период отсчёта составит 1мкс. Значит раз в 1мкс вы сможете инвертировать вывод соотв. период будет в 2 раза больший от 1*2 до 65536*2 мкс (500000 Гц до 7,6 Гц). Чтобы получить мин частоту 1Гц вам надо понизить входную частоту ТС ещё в 8 раз или изменить ТЗ и поднять нижнюю частоту скажем до 10 Гц. Либо другой вариант - ввесести дополнительную переменную и считать её по прерыванию СТС и самостоятельно инвертировать вывод МК тогда вы точно сможете получить 1Гц но у этого метода есть недостаток - вам придётся вводить прерывания СТС, занимать процессор на его обслуживание. Это может привести к плаванию фронта. Первый вариант обеспечит вам стабильную работу независящую от хода исполнения программы вплоть до Fсист/2 так как управление ножкой будет осуществлятся аппаратно без использования прерываний (друг таким способом выводил стабильную тактовую частоту для симки 4МГц при 8МГц системной тактовой частоты).
P.S. не хватает в меге 32-битного таймера для таких случаев

[neurox]

точность будет зависить от того, что Вы можете показать на индикаторе. Я получал точность 0,005% для определенной сетки частот - круглые значения, если можно так выразиться.

примеры значений: 1hz, 283hz, 1000hz, 8582hz

[Палыч]

Желательная точность действительно +/- 1Гц. Возможно ли её при 10 000 Гц достичь? В вычислениях получается уж слишком большая погрешность.. О_о

Достичь можно, и погрешность, скорее всего, будет небольшой...

... Через prescaler делю её на 1024, получается 9765,625 Гц ......... Как мне вычислить это значение?

Для того, чтобы погрешность округления делителя до ближайшего целого была минимальна, необходимо, чтобы деление в прескалере было бы минимальным. Исходя из этого идеально использовать пределитель равнй единице. Но, для всего диапазона единица пределителя неподходит - иначе значение OCR выходит за 16 бит. Весь диапазон необходимо разбить на несколько частей - в каждом поддиапазоне своё значение пределителя.
Как определить пределитель и значение OCR? Если заглянуть в DS, то легко найти формулу определения частоты на ноге ОС в режиме СТС. Несложными преобразованиями получаем:
OCR= Fclk/(Foc*2*N)-1
В этой формуле Fclk- частота задающего генератора; Foc- частота, которую необходимо получить на выходе; N- значение пределителя; OCR- значение, которое необходимо поместить в регистр для получения нужной частоты на выходе. Вспомним что N - имеет значение степени двойки и что деление на 2 (или степень двойки) - это сдвиг вправо. Попробуем вычислить OCR при этом подбирая значение пределителя такое - чтобы результат помещался в 16 бит.
1. Делим Fclk на Foc (обозначим результат как Х). Результат надо получить типа unsigned long (надеюсь, программируете на Си)
2. Проверяем насколько Х превышает размер 17 (!) бит. Именно 17 бит, т.к. осталось ещё деление на 2, но мы прибережем его (деление) для округления до ближайшего целого.
Если Х помещается в 17 бит - то пределитель = 1, и Y=X
иначе, если Х помещается в 20 бит - то делитель = 8, и Y=X>>3
иначе, если Х помещается в 23 бита - то делитель = 64, и Y=X>>6
иначе, если Х помещается в 25 бит - то делитель = 256, и Y=X>>8
иначе делитель = 1024, и Y=X>>10
3. Делим на 2 с округлением до ближайшего целого и вычитаем единицу Z=(Y+1)>>1 - 1 (это и будет вычисленное значение для OCR)
Ну, вот... Для заданной частоты генерации импульсов определили пределитель и значение OCR

[neurox]

memphis_, внутренний RC подойдет для этой цели? Т.З. можно поменять... отсутствие частот от 1 до 10 Герц не критично.