attiny13 4х канальный ШИМ

[artmasterpro]

Народ, просветите мою темную голову, как на attiny13 сделать 4х канальный ШИМ для управления 4мя светодиодами ? Там же на 1й ноге только можно включить ШИМ генератор, а как задействовать еще 3 ?

Спасибо !

[Liv]

У ATtiny13 2 канала аппаратной ШИМ. Если надо больше - только программно, но частота/разрешение такой ШИМ будут низкими. В прерывании таймера делаем инкремент программных счетчиков, если величина больше установленного значения, выход выключаем, иначе - включаем.

[ARV]

В прерывании таймера делаем инкремент программных счетчиков, если величина больше установленного значения, выход выключаем, иначе - включаем.

например, вот так: 6 каналов ШИМ на 1 тини13.

[Liv]

Самую эффективную реализацию программной ШИМ, которую я видел, приводил на Телесистемах уважаемый MBedder:

Код: Выделить всё

Вот это - собственно 256-зубый ШИМ. Безвозвратно тратится 26 регистров из 32, R2..R25 - уставка ШИМ, R1 (tmp) - рабочий, R2 (pwm) - пила ШИМа. Таймер в режиме CTC - Clear On Compare (реинициализация и сброс флага автоматические):

;Один шаг пилы ШИМ - ISR таймера
t0isr:
	in	stsav,SREG	;Сохраняем статус. STSAV - общий для всех невложенных прерываний
 
	inc	pwm		;Добавляем очередной зуб к пиле ШИМ
	breq	reinit_PWM	;Загружаем новые значения уставок в начале каждого нового цикла ШИМ
 
	cp	r2,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM		;Те же 2 такта на канал, что и у ПИКа
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр	;
	cp	r3,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r4,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r5,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r6,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r7,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r8,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r9,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
 
	out	PORTA,tmp	;Выставляем ноги PWM 1..8
 
	cp	r10,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r11,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r12,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r13,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r14,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r15,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r16,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r17,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
 
	out	PORTB,tmp	;Выставляем ноги PWM 9..16
 
	cp	r18,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r19,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r20,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r21,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r22,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r23,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r24,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр
	cp	r25,pwm		;Перенос=1 при Rx <= PWM
	rol	tmp		;Вдвигаем перенос в рабочий регистр

PWM_reti: 
	out	PORTC,tmp	;Выставляем ноги PWM 17..24
 
	out	SREG,stsav	;Восстанавливаем статус
 
	reti

;Загрузка новых значений уставок и обнуление ШИМ-выходов в начале каждого нового цикла ШИМ
reinit_PWM:
	lds	r2,PWM_array+0	;Копируем 24 уставки из RAM в рабочие регистры ШИМ
	lds	r3,PWM_array+1
	lds	r4,PWM_array+2
	lds	r5,PWM_array+3
	lds	r6,PWM_array+4
	lds	r7,PWM_array+5
	lds	r8,PWM_array+6
	lds	r9,PWM_array+7

	lds	r10,PWM_array+8
	lds	r11,PWM_array+9
	lds	r12,PWM_array+10
	lds	r13,PWM_array+11
	lds	r14,PWM_array+12
	lds	r15,PWM_array+13
	lds	r16,PWM_array+14
	lds	r17,PWM_array+15

	lds	r18,PWM_array+16
	lds	r19,PWM_array+17
	lds	r20,PWM_array+18
	lds	r21,PWM_array+19
	lds	r22,PWM_array+20
	lds	r23,PWM_array+21
	lds	r24,PWM_array+22
	lds	r25,PWM_array+23

	clr	tmp

	out	PORTA,tmp	;Обнуляем ноги PWM 1-8
	out	PORTB,tmp	;Обнуляем ноги PWM 9-16
	rjmp	PWM_reti	;Обнуляем ноги PWM 17-24, используя хвост общей ISR, и выходим из ISR


;Процедура приема-разбора-раздачи уставок - ISR приема UART
;Формат команды - 2 байта (байт номера канала + байт уставки этого канала)
;Байт номера канала опознается по одновременно принятому UARTом 9-му биту (parity) = 1
;Буфер уставок (PWM_array) для удобства располагаем в самом начале RAM (с адреса 0x0100)
;или выравниваем по модулю 256
UARTrxISR:
        push    tmp             ;Сохраняем регистр, не сохраняем статус - он не затронется
 
        lds	tmp,UCSRB0	;Смотрим, что пришло - номер канала ШИМ или данные
        sbrs    UCSRB,RXB80	;
        rjmp    set_data
 
;set_addr:
        lds	tmp,UDR0         ;Читаем пришедший номер канала ШИМ из UART, сбрасываем флаг приема
        sts     PWMchan,tmp    	;Сохраняем его в ОЗУ
 
        pop     tmp             ;Восстанавливаем регистр
        reti            ;21 такт (1.05 мкс) вместе со входом при приеме номера канала
 
set_data:
        push    xl              ;Сохраняем регистр
        push    xh              ;Сохраняем регистр
 
        lds	tmp,UDR0	;Читаем пришедшую уставку из UART, сбрасываем флаг приема
        lds     xl,PWMchan	;Загружаем LSB указателя массива ШИМ
	cpi	xl,24		;Проверка границ массива
	brsh	PWM_err		;Игнорируем команду, если номер канала больше 23
        ldi     xh,high(PWM_arrray)	;Загружаем MSB указателя массива ШИМ
 
        st      x,tmp           ;Записываем уставку в буфер нужного канала ШИМ

PWM_err: 
        pop     xh              ;Восстанавливаем регистр
        pop     xl              ;Восстанавливаем регистр
        pop     tmp             ;Восстанавливаем регистр
        reti		;34 такта (1.7 мкс) вместе со входом при приеме уставки канала

;Итого 21+34=55 тактов, или 2.75 мкс на канал, или 2.75*24=66 мкс на все 24 канала



1. Накладные расходы по регистрам - 26 байт: 24 рабочих ШИМ, tmp и pwm. По RAM - 25 байт (буфер уставок ШИМ PWM_array[24] для двойной буферизации - обеспечения Phase and Frequency Correct PWM, и 1 байт указателя канала - PWMchan)

2. Накладные расходы по времени (вход-выход ISR, инкремент пилы, 4 вывода в порт, сохранение-восстановление статуса) - 18 тактов, или 18/24 = +0.75 такта к каждому каналу, что дает 18+(24*2)= 66 тактов на ISR или 2.75 такта на канал. При 100% загрузке 20-МИПСового АВРа (ATMega164/324/644) ТОЛЬКО этой задачей достижимая частота каждого из 24 каналов 256-ступенчатого ШИМ составит 20 МГЦ/66*256=1183 ГЦ.

3. Если для обновления уставок использовать UART, то для передачи всех 24-х двухбайтовых команд за 1 цикл ШИМ UART должен работать со скоростью не менее 576 КБод (при Fcy=20 MHZ можно с запасом выбрать 625 КБод). Все 24 уставки будут приняты, декодированы и розданы за 24*55=1320 тактов, или 66 мкс. При 100% загрузке 20-МИПСового АВРа (ATMega164/324/644) обеими задачами достижимая частота каждого из 24 каналов 256-ступенчатого ШИМ составит 20 МГЦ/((66*256)+1320)=1098 ГЦ.

[artmasterpro]

т.е. только программно ? Я както делал програмный ШИМ на Си вот его код:

Код: Выделить всё

            for(i=0; i<=60; i++)
          {   
          
                PORTB.0=1;
                 PORTB.4=0;
                       j=60-i;
            while (1<=j)
           {  j=j-1;;
             delay_us(300);
           }   
                 PORTB.0=0;
                  PORTB.4=1;
               j=0;
           while (j<=i)

           {       j=j+1;
             delay_us(300);
           } 
           
               
          } 

НО бок в том, что нормально работает только тогда когда, светодиод загорается быстро. Когда увеличиваешь задержки яркость меняется очень медленно, а тут получается заметное моргание !

[Liv]

Если Вам нужно 4 быстрых ШИМ, лучше взять ATmega48. Там их 6.

[artmasterpro]

не мне нужно сделать чтобы светодиоды очень медленно зажигались и при этом не моргали, а плавно наростал свет.

[zvyagaaa]

Господа, а кто-нибудь может перевести код, который привел уважаемый Liv на Си? А то в асме совсем плохо соображаю

[ploop]

не мне нужно сделать чтобы светодиоды очень медленно зажигались и при этом не моргали, а плавно наростал свет.

А какое у вас разрешение ШИМа получается?

Господа, а кто-нибудь может перевести код, который привел уважаемый Liv на Си? А то в асме совсем плохо соображаю

Что-то мне кажется, что на C такой фокус не прокатит...

[ARV]

Господа, а кто-нибудь может перевести код, который привел уважаемый Liv на Си? А то в асме совсем плохо соображаю

а на Си я давал ссылку.

[zvyagaaa]

ARV
Извините, не заметил ссылку в статье сразу, сейчас сижу вникаю, код-то не простой
Пока что накапливаю вопросы, но сразу задам пока один - вот процедура ШИМа по прерыванию

Код: Выделить всё

/** Обработчик прерывания таймера по переполнению.
 * Реализует программный многоканальный ШИМ.
*/
ISR(TIM0_OVF_vect){
    static uint8_t CNT = 0;     // счетчик ШИМ
    uint8_t output = 0,         // состояние отдельных каналов
            mask = 1;           // маска канала

    // перебираются все "свечи"
    for(uint8_t i = 0; i < MAXCANDLES; i++){
        // и для каждой свечи проверяется ее яркость:
        // если она больше текущего значения счетчика,
        if(candles[i].bright > CNT)
            output |= mask;     // то в ее канал записывается 1
        // после чего подготавливается маска следующего канала
        mask <<= 1;
    }

    // сразу все каналы выводятся в порт
    PORTB = output; 
    // и увеличивается счетчик
    CNT++;
}

в принципе все понятно, кроме того, что такое mask.
И еще не совсем мне понятно наличие переменной CNT = 0; // счетчик ШИМ.
Если она в начале функции определена, то ее видимость распространяется только на эту функцию, я как понимаю. Т.е. в начале прерывания мы ее определили, она равна 0, во время перебора всех свечей и сравнение будет происходить с нулем, т.е. if(candles.bright > 0) В конце функции мы ее инкрементировали зачем-то.
И еще, если нужен просто диммер, то от candles.period можно отказаться, правильно? И еще совсем нубский вопрос, а с каким периодом срабатывает этот таймер?
ПС просьба не пинать если что не так, я пока что только-только начал Си изучать, еще недели не прошло.

[aleksey_gregul]

ARV
Если она в начале функции определена, то ее видимость распространяется только на эту функцию, я как понимаю. Т.е. в начале прерывания мы ее определили, она равна 0, во время перебора всех свечей и сравнение будет происходить с нулем, т.е. if(candles.bright > 0) В конце функции мы ее инкрементировали зачем-то.

Вы частично правильно понимаете. Только не заметили STATIC. Нулем она будет только при первом ее использовании (инициализации).
При выходе из функции, она не изменится (так и останется инкрементированной). При повторном входе в функцию, она остается такой же, как при выходе из нее.

[zvyagaaa]

а обнуляется значит когда становится счетчик шим = 255+1? Правильно я понимаю?
Дааа, совсем не прост код, как кажется.

[ARV]

mask - это вспомогательная переменная, отвечающая за бит в порту. чтобы не было джиттера каналов, т.е. они все одновременно меняли свое состояние, я ввожу вспомогательный байт output в котором устанавливаю биты, если соответствующий канал ШИМ включен, а потом вывожу этот байт в порт - и состояние всех каналов меняется одновременно.

в принципе, я надеялся, что комментарии достаточно полно раскрывают суть происходящего

[zvyagaaa]

ARV спасибо за комментарий.
а что по остальным вопросам? особенно меня интересует вопрос частоты прерывания.

[radio-kot]

6 каналов ШИМ на attiny13.

Классно и стоит недорого - attiny13 40 рублей и светодиод 3 рубля - отличная конструкция.

[ARV]

я не знаю точно, какая там частота ШИМ получается... думаю, что где-то около 150 Гц для 6 каналов - считать лень главное, надо настраивать таймер так, чтобы обработчик его прерывания успевал полностью закончить свою работу до наступления слдеующего прерывания. в принципе, вы можете настроить таймер на срабатывание через 1 тик (режим СТС), при этом будет получена максимально возможная для данной конфигурации частота ШИМ, но вот кроме ШИМа больше почти ничего сделать будет нельзя

моя программа занимается тем, что меняет скважность всех каналов хаотически через хаотические интервалы, поэтому если вам нуже только диммер, вам нужно иметь только нужное число каналов ШИМ и больше ничего, т.е. массив становится простейшим.

[aleksey_gregul]

Можете посмотреть, как реализуется программный шим для шаговиков. Здесь http://electronix.ru/forum/index.php?sh ... t&p=856063
Этот код очень легко настраивается на практически любой авр. Если захотите, можете выдрать себе шим оттуда, выбросив два лишних канала. Это мой живой код для электронного щитка приборов автомобиля. Вытянут только шим но предварительно проверен на работоспособность на железе.

PS
Забыл добавить, немножко придется подшаманить с принципом формирования выходного сигнала, поскольку здесь используются три состояния выхода.
В Вашем случае нужно только два(0 и 1). Но, думаю, при желании разберетесь.