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Mikrocontroller
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....1.5.2 Byteoperationen
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....1.5.5 Aufgaben
....1.5.6 Do_it_yourself
......1.5.6.1 Ampel
......1.5.6.2 Programmierer
..1.6 Literatur
..1.7 Programmierer
....1.7.1 Bauverlauf
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..1.8 Uebung1
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....1.9.1 Software
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....1.9.5 LED
2 Oszillator
..2.1 Assembler
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..2.3 Quarz
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3 DigitalIO
..3.1 Elektrische_Eigenschaften
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....3.5.1 DuoLEDs
....3.5.2 Schaltplan
....3.5.3 Spielfeld
....3.5.4 Anwahl
....3.5.5 Kontrolle
..3.6 Laboruebung2
..3.7 Laboruebung2_alt
4 PWM
..4.1 Prinzip
..4.2 Nutzen
..4.3 Generierung
..4.4 Programmierung
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..4.7 Laboruebung3
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..5.1 LED
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..7.3 Uebung
8 OOP
..8.1 Probleme
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..8.5 RS232
....8.5.1 Prozedural
....8.5.2 Analyse
....8.5.3 Umsetzung
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....8.5.5 Statisch
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..9.1 ADW
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11 SPI
..11.1 Testanordnung
..11.2 Register
..11.3 Test1
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..13.4 MasterReceive2Bytes
14 Anwendungen
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..14.5 SPI_Nachtrag
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Generierung - Wie werden PWM-Signale erzeugt?

Wie werden PWM-Signale erzeugt?

  • Wie leicht einzusehen ist, lassen sich Rechtecksignale sehr einfach mit Hilfe digitaler Bausteine erzeugen.
  • Zu ihrer Generierung werden die Timer des ATmega32 verwendet.
  • Da er drei Timer hat (Timer0, Timer1, Timer2) und einer sogar zwei PWM-Signale erzeugen kann, können maximal gleichzeitig auch vier PWM-Signale auf vier verschiedenen Pins generiert werden:
  • Timer0: OC0, Pin 4 (vergl. Piunbelegung im Datenblatt)
  • Timer1: OC1, Pin 21 (vergl. Piunbelegung im Datenblatt)
  • Timer2: OC2A, Pin 19; OC1B, Pin 18 (vergl. Piunbelegung im Datenblatt)
  • Timer sind in erster Linie Zähler, die völlig unabhängig vom Mikrocontrollerprogramm mit einer bestimmten Taktrate hoch- oder herunterzählen.
  • Diese Fähigkeit kann zu unterschiedlichen Zwecken eingesetzt werden.
  • Im einfachsten Fall kann man den Zähler für Zeitmessungen verwenden, indem man den Zählerstand vor und nach dem zu untersuchenden Vorgang abruft.
  • Wieder erfolgt die Konfigurierung dieser Peripherie über spezielle Register.
  • Grundsätzlich arbeitet die Peripherie unabhängig vom Mikrocontrollerprogramm und wird von diesem nur aktiviert, bzw. benutzt:
BILDBESCHREIBUNG

Bild 0-1: Die Peripherie läuft unabhängig vom Programm und wird von diesem lediglich konfiguriert und benutzt.

  • Der Zähler eines Timers wird vom Prinzip her mit Toggle-Flipflops realisiert:
  • In folgendem Beispiel eines T-Flipflops ändert sich der Zustand des des Ausgangs mit jeder fallenden Flanke des T-Eingangs / Takt-Eingangs.
BILDBESCHREIBUNG

Bild 0-3: T-Flipflop

  • Damit bildet das T-Flipflop einen Frequenzteiler durch zwei:
  • Eine am T-Eingang anliegende Rechteckschwingung erzeugt am Ausgang eine mit halber Frequenz.
  • Dies wird dazu benutzt einen binären Zähler aufzubauen (s. nächstes Bild).
BILDBESCHREIBUNG

Bild 0-3: Zähler mit Hilfe von T-Flipflops aufgebaut.

  • Das gewöhnliche PWM-Signal wird bei den Timern des ATmega32 mit Hilfe einer Einstellung realisiert, bei der der Zähler ständig herauf und herunter zählt.
  • Eine logische Vergleichsschaltung gibt dann an den PWM-Ausgang eine 1, wenn der Zählerstand x größer als der Schwellwert g ist.
  • Mit dem Prameter g läßt sich somit die Pulsbreite einstellen.
  • Dieser Parameter g kann bei Timer0 beispielsweise über das Register OCR0 und für Timer2 mit OCR2 eingestellt.
BILDBESCHREIBUNG

Bild 0-4: Generierung eines PWM-Signals über die Hardware der Timer-Peripherie.

  • Wie leicht einzusehen ist, verschiebt sich bei Veränderung des Parameters g die Phase des Signals:
BILDBESCHREIBUNG

Bild 0-5: Veränderte Phase (Signalflanke verschoben) bei Änderung von g.