Ширина импульса что это такое
Перейти к содержимому

Ширина импульса что это такое

  • автор:

Что такое ШИМ — широтно-импульсная модуляция

Модуляция – нелинейный электрический процесс, при котором параметры одного сигнала (несущего) изменяются при помощи другого сигнала (модулирующего, информационного). В связной технике широко применяется частотная, амплитудная, фазовая модуляция. В силовой электронике и микропроцессорной технике распространение получила широтно-импульсная модуляция.

Что такое ШИМ (широтно-импульсная модуляция)

При широтно-импульсной модуляции исходного сигнала неизменными остаются амплитуда, частота и фаза исходного сигнала. Изменению под действием информационного сигнала подвергается длительность (ширина) прямоугольного импульса. В англоязычной технической литературе обозначается аббревиатурой PWM – pulse-width modulation.

Принцип работы ШИМ

Сигнал, промодулированный по ширине импульса, формируется двумя способами:

  • аналоговым;
  • цифровым.

При аналоговом способе создания ШИМ-сигнала несущая в виде пилообразного или треугольного сигнала подается на инвертирующий вход компаратора, а информационный – на неинвертирующий. Если мгновенный уровень несущей выше модулирующего сигнала, то на выходе компаратора ноль, если ниже – единица. На выходе получается дискретный сигнал с частотой, соответствующей частоте несущего треугольника или пилы, и длиной импульса, пропорциональной уровню модулирующего напряжения.

Пример модуляции по ширине импульса треугольного сигнала линейно-возрастающим.

В качестве примера приведена модуляция по ширине импульса треугольного сигнала линейно-возрастающим. Длительность выходных импульсов пропорциональна уровню выходного сигнала.

Аналоговые ШИМ-контроллеры выпускаются и в виде готовых микросхем, внутри которых установлен компаратор и схема генерации несущей. Имеются входы для подключения внешних частотозадающих элементов и подачи информационного сигнала. С выхода снимается сигнал, управляющий мощными внешними ключами. Также имеются входы для обратной связи – они нужны для поддержания установленных параметров регулирования. Такова, например, микросхема TL494. Для случаев, когда мощность потребителя относительно невелика, выпускаются ШИМ-контроллеры со встроенными ключами. На ток до 3 ампер рассчитан внутренний ключ микросхемы LM2596.

Цифровой способ осуществляется применением специализированных микросхем или микропроцессоров. Длина импульса регулируется внутренней программой. Во многих микроконтроллерах, включая популярные PIC и AVR, «на борту» имеется встроенный модуль для аппаратной реализации ШИМ, для получения PWM-сигнала надо активировать модуль и задать параметры его работы. Если такой модуль отсутствует, то ШИМ можно организовать чисто программным методом, это несложно. Этот способ дает более широкие возможности и предоставляет больше свободы за счёт гибкого использования выходов, но задействует большее количество ресурсов контроллера.

Характеристики ШИМ сигнала

Важными характеристиками ШИМ сигнала являются:

  • амплитуда (U);
  • частота (f);
  • скважность (S) или коэффициент заполнения D.

Амплитуда в вольтах задается в зависимости от нагрузки. Она должна обеспечивать номинальное напряжение питания потребителя.

Частота сигнала, модулируемого по ширине импульса, выбирается из следующих соображений:

  1. Чем выше частота, тем выше точность регулирования.
  2. Частота не должна быть ниже времени реакции устройства, которым управляют с помощью ШИМ, иначе возникнут заметные пульсации регулируемого параметра.
  3. Чем выше частота, тем выше коммутационные потери. Он возникают из-за того, что время переключения ключа конечно. В запертом состоянии на ключевом элементе падает все напряжение питания, но ток почти отсутствует. В открытом состоянии через ключ протекает полный ток нагрузки, но падение напряжения невелико, так как проходное сопротивление составляет единицы Ом. И в том, и в другом случае рассеяние мощности незначительно. Переход от одного состояния к другому происходит быстро, но не мгновенно. В процессе отпирания-запирания на частично открытом элементе падает большое напряжение и одновременно через него идёт значительный ток. В это время рассеиваемая мощность достигает высоких значений. Этот период невелик, ключ не успевает значительно разогреться. Но с повышением частоты таких временных промежутков за единицу времени становится больше, и потери на тепло повышаются. Поэтому для построения ключей важно использование быстродействующих элементов.
  4. При управлении электродвигателем частоту приходится уводить за пределы слышимого человеком участка – 25 кГц и выше. Потому что при более низкой частоте ШИМ возникает неприятный свист.

Эти требования часто находятся в противоречии друг к другу, поэтому выбор частоты в некоторых случаях – это поиск компромисса.

Коэффициент заполнения ШИМ сигнала.

Величину модуляции характеризует скважность. Так как частота следования импульсов постоянна, то постоянна и длительность периода (T=1/f). Период состоит из импульса и паузы, имеющих длительность, соответственно, tимп и tпаузы, причем tимп+tпаузы=Т. Скважностью называется отношение длительности импульса к периоду – S=tимп/T. Но на практике оказалось удобнее пользоваться обратной величиной – коэффициентом заполнения: D=1/S=T/tимп. Еще удобнее выражать коэффициент заполнения в процентах.

В чём отличия ШИМ от ШИР

В зарубежной технической литературе нет отличия между широтно-импульсной модуляцией и широтно-импульсным регулированием (ШИР). Российские же специалисты эти понятия пытаются разграничить. На самом деле ШИМ – это вид модуляции, то есть изменения несущего сигнала под действием другого, модулирующего. Несущий сигнал выполняет роль переносчика информации, а модулирующий задает эту информацию. А широтно-импульсное регулирование – это регулирование режима нагрузки с помощью ШИМ.

Причины и области применения ШИМ

Принцип широтно-импульсной модуляции используется в регуляторах частоты вращения мощных асинхронных двигателей. В этом случае модулирующий сигнал регулируемой частоты (однофазный или трехфазный) формируется маломощным генератором синусоиды и накладывается на несущую аналоговым способом. На выходе получается ШИМ-сигнал, который подается на ключи потребной мощности. Дальше можно пропустить получившуюся последовательность импульсов через фильтр низкой частоты, например через простую RC-цепочку, и выделить исходную синусоиду. Или можно обойтись без нее – фильтрация произойдет естественным образом за счёт инерции двигателя. Очевидно, что чем выше частота несущей, тем больше форма выходного сигнала близка к исходной синусоиде.

Возникает естественный вопрос – а почему нельзя усилить сигнал генератора сразу, например, применением мощных транзисторов? Потому что регулирующий элемент, работающий в линейном режиме, будет перераспределять мощность между нагрузкой и ключом. При этом на ключевом элементе впустую рассеивается значительная мощность. Если же мощный регулирующий элемент работает в ключевом режиме (тринистор, симистор, RGBT-транзистор), то мощность распределяется во времени. Потери будут намного ниже, а КПД – намного выше.

ШИМ-сигнал, сформированный с помощью синусоиды.

В цифровой технике особой альтернативы широтно-импульсному регулированию нет. Амплитуда сигнала там постоянна, менять напряжение и ток можно лишь промодулировав несущую по ширине импульса и впоследствии усреднив её. Поэтому ШИМ применяют для регулирования напряжения и тока на тех объектах, которые могут усреднять импульсный сигнал. Усреднение происходит разными способами:

  1. За счет инерции нагрузки. Так, тепловая инерция термоэлектронагревателей и ламп накаливания позволяет объектам регулирования заметно не остывать в паузах между импульсами.
  2. За счёт инерции восприятия. Светодиод успевает погаснуть от импульса к импульсу, но человеческий глаз этого не замечает и воспринимает как постоянное свечение с различной интенсивностью. На этом принципе построено управление яркостью точек LED-мониторов. Но незаметное мигание с частотой несколько сот герц все же присутствует и служит причиной усталости глаз.
  3. За счет механической инерции. Это свойство используется при управлении коллекторными двигателями постоянного тока. При правильно выбранной частоте регулирования двигатель не успевает затормозиться в бестоковых паузах.

Поэтому ШИМ применяют там, где решающую роль играет среднее значение напряжения или тока. Кроме упомянутых распространенных случаев, методом PWM регулируют средний ток в сварочных аппаратах и зарядных устройствах для аккумуляторных батарей и т.д.

Если естественное усреднение невозможно, во многих случаях эту роль на себя может взять уже упомянутый фильтр низкой частоты (ФНЧ) в виде RC-цепочки. Для практических целей этого достаточно, но надо понимать, что без искажений выделить исходный сигнал из ШИМ с помощью ФНЧ невозможно. Ведь спектр PWM содержит бесконечно большое количество гармоник, которые неизбежно попадут в полосу пропускания фильтра. Поэтому не стоит строить иллюзий по поводу формы восстановленной синусоиды.

Управление RGB-светодиодом с помошью ШИМ.

Очень эффективно и эффектно управление методом ШИМ RGB-светодиодом. Этот прибор имеет три p-n перехода – красный, синий, зеленый. Изменяя раздельно яркость свечения каждого канала, можно получить практически любой цвет свечения LED (за исключением чистого белого). Возможности по созданию световых эффектов с помощью PWM безграничны.

Наиболее употребительная сфера применения цифрового сигнала, промодулированного по длительности импульса – регулирование среднего тока или напряжения, протекающего через нагрузку. Но возможно и нестандартное использование этого вида модуляции. Все зависит от фантазии разработчика.

Что такое ШИМ — широтно-импульсная модуляция

Что такое импульсный блок питания и где применяется

Что такое ШИМ — широтно-импульсная модуляция

Чем отличаются аналоговый сигнал от цифрового — примеры использования

Что такое ШИМ — широтно-импульсная модуляция

Преобразователи напряжения с 12 на 220 вольт

Что такое ШИМ — широтно-импульсная модуляция

Как работает транзистор и где используется?

Что такое ШИМ — широтно-импульсная модуляция

Режимы работы, описание характеристик и назначение выводов микросхемы NE555

Что такое ШИМ — широтно-импульсная модуляция

Что такое выпрямитель напряжения и для чего нужен: типовые схемы выпрямителей

Ширина импульса

Основным понятием, которое важно для понимания ширины импульса, является период тепловой релаксации (ПТР).

Ширина импульса

Ширина импульса – это время воздействия выбранной энергии на целевую ткань. Целевые ткани разных объемов требуют разного времени воздействия энергии. Например, меньший объем воды нагревается меньше времени для достижения точки кипения по сравнению с большими объемами.

Основным понятием, которое важно для понимания ширины импульса, является период тепловой релаксации (ПТР). Период тепловой релаксации определяется как единица времени, необходимая для целевой ткани для того, чтобы охладиться на половину от пиковой температуры воздействия. При воздействии на целевую ткань, энергия передается в виде тепла. Целевая ткань выделяет полученное тепло или охлаждается на протяжении определенного времени. Поэтому для достижения желаемого теплового эффекта энергия должна поступать к целевой ткани с такими интервалами, чтобы не допустить «рассеивания» тепла в окружающую ткань. Следовательно, интервалы между энергетическими импульсами должны быть короче, чем время ПТР целевой ткани или время охлаждения. Эта теория, описанная Андерсоном и другими исследователями, более известна как селективный фототермолиз. Увеличение ширины импульса или времени воздействия энергии создаст желаемый эффект для более крупной целевой ткани. Если пытаться обработать целевую ткань большого объема, используя низкую ширину импульса, эффект от процедуры будет ненадлежащим. Если снова прибегнуть к аналогии с кипящей водой, то пол литра воды закипит намного быстрее, чем 5 литров воды при одинаковом энергетическом воздействии. Следовательно, когда пол литра воды уже закипит (желаемый результат), вода в 5-литровой емкости только немного нагреется. Идеальная ширина импульса или время воздействия энергии на целевую ткань составляет половину периода тепловой релаксации.

Что такое ШИМ? Как широтно-импульсная модуляция используется в автоматизации?

Широтно-импульсная модуляция, или PWM (pulse-width modulation) — это тип цифрового сигнала, который модулируется для управления мощностью, скоростью и/или положением устройств в автоматизированной системе.

PWM работает путем создания серии импульсов включения и выключения, которые подаются на устройство, при этом время включения или рабочий цикл импульса определяет количество подаваемой мощности.

Широтно-импульсная модуляцияДля чего используется?

Широтно-импульсная модуляция может быть использована для множества различных применений, включая управление двигателями, регулировку яркости освещения и даже управление источниками питания.

Сигнал, промодулированный по ширине импульса, также может применяться для регулирования скорости двигателей или других устройств без изменения уровня напряжения. Таким образом, ШИМ становится идеальным вариантом для управления широким спектром устройств в системах автоматизации.

Принцип работы

Принцип работы ШИМ-сигнала заключается в посылке регулярных импульсов через определенные интервалы времени с изменяющимся рабочим циклом (процентное соотношение времени «включения»).

В зависимости от рабочего цикла на управляемое устройство подается больше или меньше энергии, что влияет на его скорость или положение в автоматизированной системе.

Путем увеличения или уменьшения определенных параметров, таких как частота, амплитуда и длительность импульсов, эти параметры могут быть настроены в соответствии с любыми требованиями приложения и обеспечивают точный контроль над выходом устройства без изменения уровня напряжения.

Широтно-импульсная модуляция является важным и широко используемым методом управления выходной мощностью в различных приложениях. Она может быть реализована с помощью цифровых или аналоговых систем управления.

В цифровом варианте сигналы генерируются с помощью программных алгоритмов, которые определяют ширину импульсов; в то время как в аналоговом PWM сигналы генерируются аппаратными компонентами, такими как транзисторы и конденсаторы, которые создают желаемую ширину импульсов без необходимости программирования. Оба метода имеют свои преимущества и недостатки, но при правильной реализации оба обеспечивают надежную работу с низким уровнем искажений.

Как работает ШИМ-контроллер в источнике питания?

ШИМ-контроллер работает путем переключения между различными уровнями электрического тока в зависимости от того, какой тип выхода требуется от системы, которую он питает — постоянный ток (DC) или переменный ток (AC).

Контроллер регулирует это переключение с помощью широтно-импульсной модуляции, которая посылает регулярные импульсы через определенные промежутки времени с различными рабочими циклами (процентное время «включения»).

Таким образом, различные уровни энергии могут подаваться к любому устройству, нуждающемуся в ней, сохраняя при этом стабильность системы в целом — т. е. без электрических скачков, которые могут повредить компоненты в дальнейшем.

Применение широтно-импульсной модуляции

Широтно-импульсная модуляция имеет множество вариаций по практическому использованию в различных отраслях промышленности, таких как авиация, автомобилестроение, робототехника и т. д.

Некоторые возможности применения ШИМ-сигнала: управление скоростью и положением двигателя, регулирование яркости света, регулирование напряжения переменного и постоянного тока, обеспечение регулируемых профилей ускорения и замедления для двигателей, снижение электромагнитных помех, обеспечение точной передачи сигналов на большие расстояния и т. д..

Данный вид модуляции является бесценным инструментом, когда речь идет о системах автоматизации, требующих точного контроля над своими выходами без ущерба для стабильности в целом.

Применение широтно-импульсной модуляции в автоматизации

Применение широтно-импульсной модуляции в автоматизацииВ системах автоматизации широтно-импульсная модуляция имеет множество преимуществ благодаря своей способности точно регулировать выходные параметры, не оказывая слишком сильного влияния на уровень напряжения.

Управляющие ШИМ-сигналы широко используется во многих типах машин, включая роботизированные манипуляторы и роботизированные транспортные средства, а также бытовую технику, такую как стиральные машины, духовые шкафы и т. д..

Широтно-импульсная модуляция часто используется для получения синусоидальной формы волны. Она также может быть использована для регулирования работы инвертора.

Помимо автоматической регулировки скорости и положения двигателя с помощью цифровых сигналов, они также обеспечивают регулируемые профили ускорения и замедления, что делает их идеальными при работе с хрупкими компонентами, где необходимо избегать резких изменений.

Среди других преимуществ — снижение электромагнитных помех, повышение эффективности, усиление мер безопасности благодаря надежным методам обнаружения неисправностей, большая точность при передаче сигналов на большие расстояния и многое другое.

В заключение следует отметить, что широтно-импульсная модуляция — это метод контроля и регулирования количества энергии, подаваемой на устройство, путем изменения ширины электрического импульса. Данный метод применяется в автоматизации и робототехнике, от управления двигателями до обеспечения точного контроля над системами освещения. PWM способен обеспечить точное регулирование при минимальных потерях энергии по сравнению с традиционными методами.

В каталоге UnitMC вы найдете актуальные устройства и системы АСУ ТП. Подробную информацию и консультацию можно получить у наших сотрудников.

информация о компании

Основное направление нашей деятельности — поставка оборудования и комплектующих для сборки автоматических производственных линий. Мы работаем с любыми сферами и предлагаем продукцию отличного качества по выгодной стоимости. У нас вы можете заказать как крупнооптовую, так и мелкооптовую партию оборудования.

Контактная информация
Каталог
информация

© UnitMC 2023. Все права защищены.

Быстрый заказ

Свяжитесь с нашей службой поддержки клиентов, если у Вас есть какие-либо вопросы.

Свяжитесь с нами

Свяжитесь с нашей службой поддержки клиентов, если у Вас есть какие-либо вопросы.

Свяжитесь с нами

Свяжитесь с нашей службой поддержки клиентов, если у Вас есть какие-либо вопросы.

Свяжитесь с нами

Свяжитесь с нашей службой поддержки клиентов, если у Вас есть какие-либо вопросы.

Оставить заявку

Соглашение об обработке персональных данных
В целях соблюдения 152-ФЗ
«о защите персональных данных»

Присоединяясь к настоящему Соглашению и оставляя свои данные на Сайте unitmc.ru (далее – Сайт), путем заполнения полей форм обратной связи Пользователь:

  • подтверждает, что все указанные им данные принадлежат лично ему,
  • подтверждает и признает, что им внимательно в полном объеме прочитано Соглашение и условия обработки его персональных данных, указываемых им в полях форм обратной связи, текст соглашения и условия обработки персональных данных ему понятны;
  • дает согласие на обработку Сайтом предоставляемых в составе информации персональных данных в целях заключения между ним и Сайтом настоящего Соглашения, а также его последующего исполнения;
  • выражает согласие с условиями обработки персональных данных без оговорок и ограничений.

Пользователь дает свое согласие на обработку его персональных данных, а именно совершение действий, предусмотренных п. 3 ч. 1 ст. 3 Федерального закона от 27.07.2006 N 152-ФЗ «О персональных данных», и подтверждает, что, давая такое согласие, он действует свободно, своей волей и в своем интересе. Согласие Пользователя на обработку персональных данных является конкретным, информированным и сознательным.

Настоящее согласие Пользователя признается исполненным в простой письменной форме, на обработку следующих персональных данных: фамилии, имени, отчества; года рождения; места пребывания (город, область); номеров телефонов; адресов электронной почты (E-mail).

Пользователь, предоставляет unitmc.ru право осуществлять следующие действия (операции) с персональными данными: сбор и накопление; хранение в течение установленных нормативными документами сроков хранения отчетности, но не менее трех лет, с момента даты прекращения пользования услуг Пользователем; уточнение (обновление, изменение); использование; уничтожение; обезличивание; передача по требованию суда, в т.ч., третьим лицам, с соблюдением мер, обеспечивающих защиту персональных данных от несанкционированного доступа.

Указанное согласие действует бессрочно с момента предоставления данных и может быть отозвано Вами путем подачи заявления администрации сайта с указанием данных, определенных ст. 14 Закона «О персональных данных». Отзыв согласия на обработку персональных данных может быть осуществлен путем направления Пользователем соответствующего распоряжения в простой письменной форме на адрес контактной электронной почты указанной на сайте unitmc.ru

Сайт не несет ответственности за использование (как правомерное, так и неправомерное) третьими лицами Информации, размещенной Пользователем на Сайте, включая её воспроизведение и распространение, осуществленные всеми возможными способами. Сайт имеет право вносить изменения в настоящее Соглашение. При внесении изменений в актуальной редакции указывается дата последнего обновления. Новая редакция Соглашения вступает в силу с момента ее размещения, если иное не предусмотрено новой редакцией Соглашения. Ссылка на действующую редакцию всегда находится на страницах сайта: unitmc.ru

К настоящему Соглашению и отношениям между пользователем и Сайтом, возникающим в связи с применением Соглашения подлежит применению право Российской Федерации.»

Понимание широтно-импульсной модуляции (pwm) в микроконтроллерах atmega16 / 32 avr

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — это мощный метод, при котором ширина импульса изменяется за счет сохранения постоянной частоты. Сегодня этот метод используется во многих системах управления. Применение ШИМ не ограничено, и он используется в широком диапазоне приложений, таких как управление скоростью двигателя, измерение, управление мощностью и связь и т. Д. В методе ШИМ можно легко генерировать аналоговый выходной сигнал с использованием цифровых сигналов. Это руководство поможет вам понять ШИМ, его терминологию и то, как мы можем реализовать его с помощью микроконтроллера. В этом уроке мы продемонстрируем ШИМ с микроконтроллером AVR Atmega16, изменяя яркость светодиода.

Чтобы подробно понять основы ШИМ, перейдите к нашим предыдущим руководствам по ШИМ с различными микроконтроллерами:

  • ARM7-LPC2148 PWM Учебное пособие: Управление яркостью светодиода
  • Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) с использованием MSP430G2: управление яркостью светодиода
  • Генерация ШИМ с использованием микроконтроллера PIC с MPLAB и XC8
  • Широтно-импульсная модуляция (PWM) в STM32F103C8: управление скоростью вентилятора постоянного тока
  • Генерация сигналов ШИМ на выводах GPIO микроконтроллера PIC
  • Учебное пособие по Raspberry Pi PWM

Контакты PWM в микроконтроллере AVR Atmega16

Atmega16 имеет четыре выделенных контакта PWM. Это контакты PB3 (OC0), PD4 (OC1B), PD5 (OC1A), PD7 (OC2).

Также Atmega16 имеет два 8-битных таймера и один 16-битный таймер. Timer0 и Timer2 — это 8-битные таймеры, а Timer1 — 16-битные. Чтобы сгенерировать ШИМ, мы должны иметь обзор таймеров, поскольку таймеры используются для генерации ШИМ. Как мы знаем, частота — это количество циклов в секунду, с которыми работает таймер. Таким образом, более высокая частота даст нам более быстрый таймер. При генерации ШИМ более высокая частота ШИМ даст более точный контроль над выходом, поскольку он может быстрее реагировать на новые рабочие циклы ШИМ.

В этом руководстве по Atmega16 PWM мы будем использовать Timer2. Вы можете выбрать любой рабочий цикл. Если вы не знаете, что такое рабочий цикл в ШИМ, давайте кратко обсудим.

Что такое сигнал ШИМ?

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — это цифровой сигнал, который чаще всего используется в схемах управления. Время, в течение которого сигнал остается на высоком уровне, называется «временем включения», а время, в течение которого сигнал остается низким, называется «временем выключения». Ниже описаны два важных параметра ШИМ:

Рабочий цикл ШИМ

Процент времени, в течение которого сигнал ШИМ остается ВЫСОКИМ (по времени), называется рабочим циклом.

Как и в импульсном сигнале 100 мс, если сигнал ВЫСОКИЙ в течение 50 мс и НИЗКИЙ в течение 50 мс, это означает, что импульс был половину времени ВЫСОКИЙ, а половину — НИЗКИЙ. Таким образом, можно сказать, что рабочий цикл составляет 50%. Точно так же, если импульс находится в ВЫСОКОМ состоянии 25 мс и 75 мс в НИЗКОМ состоянии из 100 мс, то рабочий цикл будет 25%. Обратите внимание, что мы рассчитываем только длительность ВЫСОКОГО состояния. Вы можете использовать изображение ниже для визуального понимания. Формула для рабочего цикла тогда:

Рабочий цикл (%) = время включения / (время включения + время выключения)

Таким образом, изменяя рабочий цикл, мы можем изменить ширину ШИМ, что приведет к изменению яркости светодиода. У нас будет демонстрация использования различных рабочих циклов для управления яркостью светодиода. Посмотрите демонстрационное видео в конце этого урока.

После выбора рабочего цикла следующим шагом будет выбор режима ШИМ. Режим ШИМ определяет, как вы хотите, чтобы ШИМ работал. В основном существует 3 типа режимов ШИМ. Это следующие:

  1. Быстрая ШИМ
  2. ШИМ с фазовой коррекцией
  3. ШИМ с коррекцией фазы и частоты

Быстрая ШИМ используется там, где изменение фазы не имеет значения. Используя Fast PWM, мы можем быстро выводить значения PWM. Быстрый ШИМ не может использоваться там, где изменение фазы влияет на работу, такую ​​как управление двигателем, поэтому в таком приложении используются другие режимы ШИМ. Поскольку мы будем контролировать яркость светодиода, где изменение фазы не будет сильно влиять, мы будем использовать режим Fast PWM.

Теперь, чтобы сгенерировать ШИМ, мы будем управлять внутренним таймером, чтобы он подсчитывал, а затем сбрасывал его на ноль при определенном подсчете, поэтому таймер будет считать, а затем снова и снова сбрасывать его на ноль. Это устанавливает период. Теперь у нас есть возможность управлять импульсом, включать импульс на определенный счет в таймере, пока он идет вверх. Когда счетчик вернется к 0, выключите импульс. Это дает большую гибкость, потому что вы всегда можете получить доступ к счетчику таймера и предоставить разные импульсы с помощью одного таймера. Это замечательно, если вы хотите управлять несколькими светодиодами одновременно. Теперь приступим к сопряжению одного светодиода с Atmega16 для ШИМ.

Проверьте все проекты, связанные с ШИМ здесь.

Необходимые компоненты

  1. Микроконтроллер Atmega16 AVR IC
  2. Кристаллический осциллятор 16 МГц
  3. Два конденсатора по 100 нФ
  4. Два конденсатора 22 пФ
  5. Нажать кнопку
  6. Перемычки
  7. Макетная плата
  8. USBASP v2.0
  9. 2 светодиода (любого цвета)

Принципиальная электрическая схема

Мы используем OC2 для ШИМ, то есть Pin21 (PD7). Поэтому подключите один светодиод к выводу PD7 Atmega16.

Программирование Atmega16 для ШИМ

Полная программа представлена ​​ниже. Запишите программу в Atmega16, используя JTAG и Atmel studio, и посмотрите, как на светодиодах появляется ШИМ-эффект. Его яркость будет увеличиваться и медленно уменьшаться из-за изменяющегося рабочего цикла ШИМ. Посмотрите видео, приведенное в конце.

Начните программировать Atmega16 с настройки регистра Timer2. Биты регистра Timer2 выглядят следующим образом, и мы можем соответственно устанавливать или сбрасывать биты.

Теперь мы обсудим все части Timer2, чтобы мы могли получить желаемый PWM с помощью написанной программы.

В основном регистр Timer2 состоит из четырех частей:

FOC2 (принудительное сравнение вывода для таймера 2): бит FOC2 устанавливается, когда биты WGM определяют режим без ШИМ.

WGM2 (режим генерации волны для таймера 2): эти биты управляют последовательностью счета счетчика, источником максимального (TOP) значения счетчика и используемым типом генерации сигнала.

COM2 (режим вывода сравнения для таймера 2): эти биты управляют поведением вывода. Полное описание битов поясняется ниже.

TCCR2 — = (1 <

Установите биты WGM20 и WGM21 на ВЫСОКИЙ, чтобы активировать быстрый режим ШИМ. WGM означает режим генерации сигналов. Биты выбора указаны ниже.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *