Содержание
Урок 1. Первый проект
Урок 2. Управление кнопками
Урок 3. Подключение LCD
Урок 4. Использование ШИМ
Урок 5. Таймеры
Урок 6.1. Статическая индикация
Урок 6.2. Динамическая индикация
Урок 7.1. Генерация звука
Урок 7.2. Генерация звука. Продолжение
Урок 8.1. Передача данных через UART
Урок 8.2. Передача данных через UART. Продолжение»
Урок 9. Передача данных через SPI
Урок 10. Изучение АЦП. Простой вольтметр
Урок 11. Получение синуса при помощи ШИМ
Урок 12. Измерение температуры
Урок 13. Внешние прерывания.
Урок 14. Использование отладчика
Урок 15.1. Управление инкрементальным энкодером
Урок 15.2. Управление громкостью, при помощи энкодера
Урок 16. Управление RGB светодиодом
Урок 17. Использование ИК
Урок 18.1. Знакомство с графическим дисплеем
Урок 18.2 Вывод изображения на графический дисплей
Урок 18.3 Вывод русскоязычного текста
Урок 19. Формирование сигнала, при помощи ЦАП (R2R)
Урок 20. Опрос матричной клавиатуры
Урок 21. Сторожевой таймер
Урок 22.1 Воспроизведение wav. Введение.
Урок 22.2 Воспроизведение wav. Продолжение.
Урок 23.1 Работа с внешней памятью
Урок 23.2 Работа с файловой системой Fat

sin_logoВ одном из ранних уроков мы узнали, что при помощи ШИМ можно изменять скважность сигнала. Тем самым регулировали яркость свечения светодиода. Однако есть более интересный способ, использования широтно-импульсной модуляции.

Итак… Если пропустить генерируемый сигнал через фильтр низких частот, то получится постоянное напряжение.
pwm sin6

Так как скважность изменяется от 0 до 0xFF(255), значит у нас будет 255 уровней постоянного напряжения. Проще говоря, есть диапазон напряжения, допустим от 0 до 5В, этот диапазон разбивается на 255 значений. С шагом 5/255=0,0196В можно выставить любое напряжение.

Используя в определенном порядке эти значения, можно получить практически любую форму сигнала. Например, увеличивая заполнение от 0 до 255, а потом уменьшая от 255 до 0 получим пилообразный сигнал.

Теперь перейдем к конкретной цели: получить синусоиду с частотой 50Гц с помощью микроконтроллера Atmega8. Глобальная задача — выставлять через определенные промежутки времени напряжение на выходе ШИМ, по синусоидальному закону.

Разберемся с первой частью задачи. Для того, получить определенные промежутки времени воспользуемся таймером. Допустим таймер настроен на частоту 8МГц, т.е. он будет тикать 8000000 раз в секунду. Синусоида колеблется 50 раз в секунду, значит на один период может приходиться 8000000/50=160000 тиков максимум. Раз у нас 256 уровней напряжения, то и максимальное разрешение синусоиды будет равняться 256.

Что же такое разрешение синуса? В данном случае это количество точек за период по которым построена синусоида. Для примера я построил в Excel, то как будет выглядеть синусоида для разного разрешения.

Для синуса с разрешением 4:

pwm sin1

Для синуса с разрешением 8 точек:

pwm sin3

 

Для синуса с разрешением 16 точек:

pwm sin2

Думаю «эволюция» синуса наглядно видна — чем больше точек(разрешение), тем меньше угловатостей и тем больше он похож на нормальную синусоиду.  В итоге я решил остановиться на разрешении синуса в 128 точек.

Теперь объединяем все сказанное ранее, 160000 тиков делим на разрешение 128 получаем 1250 — через столько тиков должно сработать прерывание, чтобы выставить следующий уровень напряжения. Значение 1250 нужно пихать в регистр сравнения OCR1A

OCR1AH=0x04;
OCR1AL=0xE2;

Вторая часть глобальной задачи — как построить синусоиду. Вспомним математику :D… Синус изменяется от -1 до 1. ШИМом сгенерить отрицательное напряжение не получится. Поэтому нужно сместить график над осью Х — sin(x)+1. Теперь он будет изменяться от 0 до 2, тоже не вариант, т.к. у нас 256 значений напряжения, поэтому умножим на 127, чтобы максимальным было значение 256. В итоге откопал такую формулу:

excel_pwm

128 — разрешение синуса, х — номер точки по (от 0 до 128). Сосчитал в Excel, получился массив sin[] из 128 значений, которые по очереди подставляются в OCR2.

Последнее о чем стоит упомянуть — фильтр низких частот, возможно в ближайшее время появится урок по фильтрам. В данный момент, формулы для его расчета не имеет смысла приводить, т.к. есть сайты с возможностью онлайн расчетов, достаточно набрать «фнч» в гугле.

Файл прошивки и протеуса

65 комментариев: Урок 11. Получение синусоидального сигнала при помощи ШИМ

  • Здравствуйте admin on. Схему сразу же собрал, запустил начал пенять значения чтоб посмотреть что будет. С разрешением при замене ни чего не получилось. ICR1 менял по формуле тем самым повысил частоту аж до 32 кГц, но при этом пропала генерация на других ножках. Значение SET_FREQ = 410 тоже пересчитывал подставлял. сейчас значения которые ставил сказать не могу пишу с работы.

  • nikola56rus, не интересно это давать готовые решения. Все что я могу посоветовать, это взять код из моей статьи и разобраться, поверьте это не сложно, Вам всего навсего нужно менять 1 регистр. Или если уж так лень разбираться, напишите на каком нибудь соответствующем форуме, вам за денежку напишут все что захотите.

  • вы используете таймер 2, а он считает до 255 и обнуляется(в режиме фаст пвм), а нам надо 1250тиков, что то не клеится
    и зачем записывать значение OCR1AH=0x04; OCR1AL=0xE2; ?
    или я что то не понял?

  • чёто я вообще запутался в вашем коде, OCR2 это регистр сравнения второго таймера, а мы используем первый таймер
    первый таймер вы вообще не настроили(до скольки он будет считать и тд)

  • и выход в протеусе используем от второго таймера…
    ничё не пойму

  • 1 таймер регулирует «ширину» сигнала, 2 «высоту»

  • всё, разобрался, тогда да, всё нормально, немного комментов к коду было бы очень кстати
    спасибо за статьи

  • Отличные уроки, много полезного. Кстати значение синуса можно получить не только из массива но и подгрузив библиотеку math.h и к примеру цикл for

  • Так как все таки разделить Шим на два транзистора, чтобы получилась синусоида. Это программно же делается, подскажите идею как

  • Чтобы разделить ШИМ сигнал на 2 транзистора(по полуволне каждому) есть несколько вариантов:
    1. Использовать МК с комплементарными выходами(это когда например регистр OCR1A имеет 2 выхода прямой и инверсный)
    2.Использовать для этого драйвер ключей(либо 1 сигнал на 2 входа драйвера — один прямой второй инверсный либо драйвер с 1 входом и 2 выходами…там варантов куча смотрите IR2101…2110) либо обычную инверсную логику типа к561лн.
    Смысл в том ,что когда на ножке 1 — включен ,например, верхний ключ когда 0 — нижний. Тогда при скважности 50%(127 при 8 битном шиме) средне приложеный потонциал к точке будет равен 0, соответственно при 255 — полностью открыт верхний при 0 — полностью нижний ключи.
    Только не забывайте про необходимость генерации мертвого времени, инчае сквозной ток убьет ключи.

  • можно ли сделать искуственные 3ф я имею ввиду изменнение частоты с 0 до 50 гц запуская плавно 3ф асинхронный двигатель

  • что вы предложите мега 8 не подходит.может мега 168

  • может

  • Подскажите, почему в программе atmel studio не находит директорию ?
    Ругается что такой нет…

  • подскажите где взять директорию ее нет в скаченном файле. можно у вас ее приобрести? спасибо.

  • Владимир, все исходники для Codevision.

  • подскажите в codevision нет библиотеки mega8.h. Где ее можно скачать?
    Буду очень признателен за ссылку. Благодарю!!!

  • либа стандартная, если ее нет значит CAVR корявый

  • Изучаю ваши уроки, но все же пока новичок :sad: . У меня сейчас задача стоит создать трехфазный генератор с возможностью регулировать частоту от 1 до 100 Гц. Сдвиг между фазами 120 градусов. Регулировка амплитуды от 0.1 до 10 вольт. Как это можно сделать :?: Мега 8, как я понимаю, не подходит? Подскажите, как программно сдвигать сигнал один относительно другого? Буду очень признателен за подробный ответ или создания продолжение данного урока. Конечная задача крутить бесколлекторный двигатель.

  • гуглите апнот AVR447

  • скажите а каким образом можно управлять частотой допустим от нуля до 400гц.дайте намёк

  • как менять частоту от нуля до 80гц

  • дайте наводку а программу буду сам грызть.

  • у меня на этот счет есть отличный ответ: http://avr-start.ru/?p=4500 читаем вопрос№4 в конце

  • а вы действительно учител.СПАСИБО.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Свежие записи
Последние комментарии
  • Загрузка...
Счетчик
Яндекс.Метрика