Доброго времени суток!

В скобках написаны шестнадцатеричные представления чисел.

Наконец-то я созрел до написания следующего поста.
Сегодня я попробую написать генератор импульсов. Да не просто в лоб банальным переключением состояния каждой ножки через определенное время, а «красиво», т.е. через прерывания. В качестве источника прерывания будем использовать переполнение таймера TMR0.

Начинаем разбор полетов

Ща попробуем понять, что же такое этот за загадочный таймер TMR0 .

А таймер этот банально считает количество пришедших импульсов. Причем источником импульса может быть как некое внешнее какое-то устройство, так и внутренний генератор. Выбор источника импульса осуществляется одним битиком регистра OPTION_REG . А именно пятым битом, T0CS.


Прерывается он тоже вроде понятно. Пришел импульс, значение в регистре инкрементировалось (увеличилось на единицу). И так пока таймер не переполнится. Переполнение обусловлено разрядностью контроллера. Наш контроллер аж 8ми разрядный. А в 8 разрядах можно хранить числа в диапазоне 0..255 включительно (итого 256). А значит, переполнение произойдет, когда в счетчике/таймере будет лежать уже число 255, к которому контроллер будет пытаться прибавить еще единицу. И вот тут-то начнутся всякие чудеса. Значение в регистре счетчика станет равном 0(0x00), а контроллер начнет обработку прерываний, при этом подняв флаг появления этого прерывания.

Вроде разобрались. Теперь как бы нам сделать из него генератор импульсов? Да проще пареной репы. Суть в том, что в регистр TMR0 можно записать число. И он будет инкрементироваться не с нуля, а именно с этого числа. Таким образом, нужно всего-лишь подобрать (ну или посчитать) какое число нам нужно поместить в регистр TMR0, чтобы сделать нужную длительность импульса.

Я тут попытался изобразить некоторое подобие блок схемы, но скачал шибко сложную программулину, а времени разбираться с ней особо не было. Хотя получилось, как по мне, понятно довольно. Смотрим:

Где не показаны стрелочки между блоками, значит они идут друг за другом.
Код получился совсем небольшой, смотрим. Комментировал по максимуму:

LIST P=16F84A ; устанавливаем тип МК
#include p16F84A.inc ; подключаем шапку
__CONFIG _CP_OFF & _PWRTE_ON & _WDT_OFF & _HS_OSC ; конфигурация МК
;----
; Регистры общего назначения
;---
; Но у нас их не будет вроде как, обойдемся аккумулятором
;---
;Программа
;---
ORG 0x00 ; указываем адрес основном программы
GOTO Main
;---
; Прерывания и подпрограммы
;---
ORG 0x04 ; определяем вектор прерываний
NOP ; калибровочный NOP
COMF PORTA ; инверсия всех выводов порта А
NOP ; опять калибровочный NOP
MOVLW .152 ; Задержку 255-152=103 кладем в W
MOVWF TMR0 ; В TMR0 кладем значение задержки
BCF INTCON,2 ; сбрасываем флаг прерываний
RETFIE ; возвращаемся обратно в осн. программу

;---
;Основной цикл
;---
Main BSF STATUS,5 ; Идем в первый банк
MOVLW .0 ; Помещаем в аккумулятор 0
MOVWF TRISA ; Помечаем весь порт А на выход
BCF OPTION_REG,5 ; Внутренный тактовый сигнал для TMR0
BCF STATUS,5 ; Идем в нулевой банк
BSF INTCON,GIE ; Разрешаем прерывания
BSF INTCON,5 ; Разрешаем прерывания по переполнению TMR0
CLRF PORTA ; Логический ноль на всем порте А
MOVLW .152 ; Отправляем число в аккумулятор
MOVWF TMR0 ; До переполнения осталось 256-1-148=107 мц
Loop ; Ждем прерывания
GOTO Loop
END

Вот собственно и все 🙂 а работает оно вот так.

Предлагаемое устройство представляет собой генератор прямоугольных импульсов управляемый через последовательный порт с компьютера. Оно было сделано для решения конкретной задачи буквально за день и возможно содержит ошибки или недоделки, я не могу гарантировать что продавая его вы заработаете кучу денег. Но все основные функции были проверены.
Максимальная частота выдаваемая генератором немного больше 13 кГц, минимальная меньше 0,01 Гц (для частоты кварцевого генератора 4 МГц).

Схема.

Схема достаточно простая. Она собрана на основе микроконтроллера PIC16C63A, сигнал снимается с двух его выводов, их состояние всегда разное. Без нагрузки уровень единицы отличается от напряжения питания меньше чем на 0,1 вольт, уровень нуля тоже очень низкий. Выводы рассчитаны на ток до 30 мА. Микросхема МАХ232 используется для преобразования уровней интерфейса RS232 в уровни TTL. Для питания устройства нужен 5 вольтовый блок питания, на рисунке он не показан.

Программа.

Для установки параметров сигнала выдаваемого микроконтроллером необходимо использовать специальную программу. Программа написана для ОС Windows, ниже приведен вид ее окна.

Элементы управления предназначены для задания частоты выходного сигнала, отношения длин положительного и отрицательного полупериодов. Есть возможность ограничить количество выдаваемых импульсов (1...2 23 -1). Так как программа в микроконтроллере не позволяет выводить любую частоту, после нажатия на кнопку "Send" будет рассчитано ближайшее возможное значение частоты и оно запишется в поле частота вместо введенного с клавиатуры. Поля "Длительность 1" и "Длительность 0" содержат длительности сигнала в условных единицах с которыми работает программа в PICе, это целые числа больше нуля и меньше 2 24 . Предусмотрены настройки для выбора номера последовательного порта и частоты используемого кварцевого резонатора.

Источник: svv.on.ufanet.ru

C этой схемой также часто просматривают:

Пробник-генератор ТВ сигнала собран на основе микроконтроллере серии pic12f629, и по совокупности габаритов, потребления тока, стоимости изготовления прибора и функционалу для телемастера, просто незаменим. Напряжение питания 3 вольта, т.е. две пальчиковые батарейки. Ток потебления в режиме генерации 11 миллиампер, в режиме сна - всего 3 микроампера.

Принципиальная схема ТВ генератора сигнала

Рисунок печатной платы

Данный пробник умеет генерировать пять картинок, что вполне достаточно для проверки и ремонта строчной, кадровой развёрток телевизора, регулировки сведения и геометрических искажений растра, баланса цвета, контроля прохождения сигналов по цепям телевизора. При кратковременном нажатии на кнопку он просыпается и начинает генерировать первую картинку, при последующих нажатиях на неё картинки переключаютса по кругу. При длительном удержании кнопки, в момент отпускания генератор переходит в режим сна. Также в режим сна он переходит автоматически если он включен более 5 минут.

К статье прилогается архив, в котором есть схема, плата пробника, две прошивки . На видео видно, что у меня на телевизоре картинка слегка не линейна - это потому, что телевизору 12 лет, а может что-то в видеовходе не то.

Характеристики генератора:
Частотный диапазон: 11 Гц - 60 кГц
Цифровая регулировка частоты с 3 различными шагами
Форма сигнала: синус, треугольный, прямоугольный, пульс, пакетный, sweep, шум
Выходной диапазон напряжения: ± 15В для синуса и треугольника, 0-5В для других
Синхронизация: выход для импульсного сигнала.

Устройство питается от 12-вольтового трансформатора, который обеспечивает достаточно высокое (более 18 В) постоянное напряжение, необходимое для нормальной работы стабилизаторов 78L15 и 79L15. Питание в ±15 В необходимо для того, чтобы ОУ LF353 на выходе давал полный спектр сигналов при 1кОм нагрузки. При использовании питания ±12 В этот резистор должен быть не менее 3 кОм.

Датчик вращения (поворотный энкодер) который я использовал – ALPS SRBM1L0800 в виде двух переключателей в круге на схеме. Автор, вероятно, использовал другой, так что некоторые изменения в коде программы контроллера были необходимы. Мой датчик имеет две группы контактов: ВЫКЛ и ВКЛ (когда ротор перемещается в соответствующем направлении). Таким образом, изменение прерывания PORTB должны быть созданы, если одна из пар контактов коротится. Это достигается за счет подключения обоих групп контактов на контакты PIC16 (RB4 - RB7), которые проверяются программой на изменение состояния. К счастью, RB4 не был использован в оригинальном дизайне, так что я просто перенаправлен RB3 на RB4. Другая модификация вызвана использованием поворотного энкодера, потому я немного изменил прерывания микропрограммы. Я заставил регулятор, сохранять состояние в течении 100 последовательных измерений вместо 10 в оригинальном дизайне. Заметим, что некоторые ножки PIC используются для перенаправления +5 В для упрощения компоновки печатной платы, поэтому они настроены в качестве входов портов.

Печатная плата предусматривает три резисторных сборки. Одна – R/2R – для ЦАП из Bourns 4310R серии. Сборка ЦАП резисторов может быть построена и на дискретных резисторах по схеме выше. Следует использовать резисторы с допуском до ± 1% или лучше. Светодиодные ограничительные резисторы серии Bourns 4306R. Яркость светодиодов может быть увеличена изменением сопротивления ограничительных резисторов до 220 – 330 Ом.

Генератор собран в 179x154x36 мм пластиковом корпусе с алюминиевыми передней и задней панелями. Уровень выходного сигнала регулируется переменным резистором Alfa 1902F серии. Все другие компоненты устанавливаются на передней и задней панелях (кнопки, разъемы, светодиодные сборки, разъем питания). Платы крепятся к корпусу болтами в 6мм с пластиковыми прокладками.

Генератор производит 9 различных форм сигналов и работает в трех режимах, которые выбираются с помощью кнопки "Выбрать (Select)" и их индикация выводится на трех верхних (по схеме) светодиодах. Датчик вращения корректирует параметры сигнала в соответствии со следующей таблицей:

Сразу после включения генератор переходит в режим 1 и генерирует синус. Тем не менее, начальная частота довольно низкая и по крайней мере одного щелчка регулятора хватит, чтобы увеличить ее.

P.S. От себя добавлю: при повторении устройства с авторской печатной платой прибор отказался заводиться (возможно на печатной плате есть ошибка), а при монтаже на макетной плате – генератор начал работать сразу.

Ниже вы можете скачать исходники asm, прошивку и файлы печатных плат (Eagle)

Скачать архив:
У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера

Краткие характеристики:

· Три способа задания длительности импульсов: напряжение (в т. ч. потенциометр); USART; настройки во Flash-памяти.

· Диапазоны генерируемых частот:

– по напряжению – от менее 1 Гц до 10 кГц (три диапазона);

– по USART/Flash – от 0.11 Гц до 7.246 кГц.

· Включение/выключение генерации; управление состоянием покоя.

· Полностью автономен, не нуждается в дополнительных компонентах (кварцевом резонаторе, источниках опорной частоты и др.).

Возможные применения:

· Управляемый или неуправляемый частотозадающий узел, встраиваемый в электронное оборудование (задающий генератор).

· Управление световой индикацией с прерывистым режимом работы.

· Синтезатор звуковых частот.

· Имитатор сигналов для отладки электронного оборудования.

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ИМПУЛЬСОВ

Генератор импульсов на базе микроконтроллера PIC12F675 предназначен для формирования прямоугольных логических импульсов регулируемой длительности.

Имеет гибкую настройку, широкий диапазон выходных частот и управление, которые делают применение этой микросхемы удобным для широкого круга задач. Благодаря своей компактности и автономности позволяет существенно упростить электронные схемы, имеющие узлы генерации частоты, сделать их более точными, наделить их дополнительными функциями, уменьшить площадь печатных плат.

Назначение выводов микросхемы (см. рисунок выше):

Вывод	Обозначение	Тип	Описание
1	Vdd	Пит.	Питание (диапазон напряжений питания указан ниже).
2	Pulses	Выход	Генерируемые импульсы.
3	IdleState	Вход	Задание состояния покоя выхода Pulses (при выключенной генерации): 0 – при выключенной генерации выход Pulses находится в состоянии «0»; 1 – при выключенной генерации выход Pulses находится в состоянии «1»; соединён с выходом Pulses – при отключении генерации выход Pulses будет оставаться в том состоянии, в котором он был на момент её отключения (после включения питания состояние Pulses будет неопределено). Смена состояния входа IdleState при выключенной генерации приводит к немедленной смене состояния выхода Pulses (работает как повторитель). При этом время реакции на смену сигнала IdleState – до 100 мкс.
4	Run	Вход	Разрешение генерации импульсов: 1 – включена, 0 – выключена. При переходе Run из 0 в 1 выход Pulses немедленно изменяет своё состояние на противоположное (фронт первого импульса). При переходе Run из 1 в 0 выход Pulses немедленно переходит в состояние покоя (текущий импульс по длительности не завершается). Время реакции на смену сигнала Run – до 100 мкс, в «медленном режиме» – до 500 мкс.
5	M1	Вход	Выбор режима работы (M1:M0): 0:0 – напряжение, быстрый режим. 0:1 – напряжение, средний режим. 1:0 – напряжение, медленный режим. 1:1 – USART/Flash. Режим работы может изменяться «на ходу», при этом желательно, чтобы ножки M0 и M1 меняли состояние одновременно. Время реакции на смену сигналов M1 и M0 обычно не превышает нескольких мкс. Если генератор всегда используется в одном и том же режиме, ножки M0 и M1 можно притянуть к Vdd и Vss в соответствии с требуемым режимом.
6	M0	Вход
7	Ur / RX	Вход	В режиме напряжения – аналоговый вход Ur (задаёт длительность импульсов: Vss – минимальная, Vdd – максимальная). В режиме USART – цифровой вход RX (линия связи). В режиме Flash – цифровой вход RX, должен быть притянут к Vdd.
8	Vss	Земля	«Земля» питания и логики.

Рекомендуется (не является обязательной) установка конденсатора ёмкостью 1–10 мкФ между линиями Vdd и Vss в непосредственной близости от микросхемы, особенно при управлении длительностью импульсов с помощью напряжения (способствует снижению помех на линии питания).

УПРАВЛЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ ИМПУЛЬСОВ С ПОМОЩЬЮ НАПРЯЖЕНИЯ

В режиме управления длительностью импульсов с помощью напряжения управляющее напряжение подаётся на вход Ur, который в этом режиме работает как вход АЦП, преобразующего величину напряжения в 10-битное значение (0...1023). Значение 0 (Ur=Vss) соответствует минимальной длительности импульсов, значение 1023 (Ur=Vdd) – максимальной.

Для задания длительности импульсов вручную в качестве источника напряжения можно использовать потенциометр (например, 10–20 кОм), как показано на схеме справа. Так как вход Ur практически не потребляет тока, потенциометр обеспечит линейную регулировку длительности импульсов во всём диапазоне. При этом для снижения помех на входе АЦП и повышения стабильности генерируемой частоты рекомендуется заземлить вход Ur через конденсатор 1–10 мкФ, установленный в непосредственной близости от микросхемы.

Коэффициент заполнения импульсов при управлении напряжением всегда равен 50%.

Регулировка с помощью напряжения осуществляется в трёх диапазонах, выбираемых входами M1:M0:

Обозначение «(0...1023)» в таблице – это значение АЦП, полученное после преобразования входного напряжения Ur (Vss...Vdd).

УПРАВЛЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ ИМПУЛЬСОВ ПО USART

Выбор режима USART/Flash осуществляется подачей логических единиц на оба входа M0 и M1. При этом вход RX является цифровым входом линии связи USART.

Внимание! Уровни напряжения на входе RX логические (Vss и Vdd)! Для подключения к линии RS-232 используйте микросхемы-драйверы (например, MAX232). Подача сигнала линии RS-232 напрямую на вход RX может привести к его выходу из строя!

Связь с контроллером однонаправленная (только на приём). Параметры связи: скорость обмена 4800 бод, 8 бит, 1 стоп-бит, без контроля чётности. Неактивным состоянием линии (отсутствием передачи) считается высокий уровень. Передача символов по линии может осуществляться в любой момент и сама по себе не влияет на генерацию импульсов, в том числе не создаёт дополнительного джиттера («дрожания») фронтов.

При управлении по USART коэффициент заполнения импульсов может меняться произвольно (длительность импульсов и пауз между ними задаются отдельно).

Управление генерацией может осуществляться как с помощью входов Run и IdleState, так и с помощью команд по USART, при этом использование каждого из этих двух входов настраивается индивидуально.

Обращение к генератору импульсов по USART всегда имеет следующий вид:

Все символы внутри скобок – шестнадцатеричные цифры (0...F, буквы A...F строго заглавные!). Для всех двухбайтовых полей первой передаётся старшая цифра, последней – младшая.

Пакет передаётся без пробелов, длина пакета всегда составляет 14 символов (считая скобки). Все символы до "" игнорируются. Пакеты меньшей или большей длины игнорируются (не выполняются). Если во время приёма пакета происходила смена сигналов M1:M0, такой пакет также игнорируется. Выполнение команды, содержащейся в корректном пакете, происходит сразу после приёма символа ">".

Назначение полей пакета:

Поле	Описание
KK	Команда (значения шестнадцатеричные): 22 – задание параметров генерации; 2D – задание параметров генерации и их запись во Flash-память (настройка режима Flash). Изменения параметров генерации вступают в силу немедленно (текущий импульс или пауза по длительности не завершаются). Пакеты с другими командами игнорируются (не выполняются).
СС	Конфигурация выводов Run и IdleState. Биты значения: C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0. Бит C0 : 0 = включать генерацию по входу Run; 1 = включать генерацию по значению бита C3. Бит C1 : 0 = состояние покоя по значению входа IdleState; 1 = состояние покоя по значению бита C4. Бит C3 : при C0 = 1: 1 – генерация импульсов включена, 0 – генерация импульсов выключена. Бит C4 : при C1 = 1: значение выхода Pulses в состоянии покоя (при выключенной генерации). Остальные биты игнорируются.
LLLL	Длительность импульсов.	Определяются формулой: длительность = [значение+1]*69 мкс. Минимальная длительность (значение = 0): 69 мкс. Максимальная длительность (значение = 65535): 4.521984 c. Дискретность задания длительности: 69 мкс. Значения в формуле – десятичные, при передаче – шестнадцатеричные.
PPPP	Длительность пауз между импульсами.

Примеры конфигурирования параметра CC (значения двоичные, в скобках – шестнадцатеричные):

· 00000000 (00) – генерация включается входом Run, состояние покоя определяется входом IdleState.

· 00000010 (02) – генерация включается входом Run, состояние покоя равно 0.

· 00010010 (12) – генерация включается входом Run, состояние покоя равно 1.

· 00001001 (09) – генерация постоянно включена (состояние покоя значения не имеет).

· 00000001 (01) – генерация постоянно выключена (состояние покоя определяется входом IdleState).

· 00000011 (03) – генерация постоянно выключена (на выходе всегда 0).

· 00010011 (13) – генерация постоянно выключена (на выходе всегда 1).

Длительность периода импульсов определяется формулой TTTT = LLLL+PPPP и лежит в пределах от 138 мкс (около 7246 Гц) до 9.044 с (около 0.11 Гц). Дискретность задания периода 69 мкс (или 138 мкс при коэффициенте заполнения 50%).

При входе в режим USART генерация импульсов начинает осуществляться в соответствии с настройками, хранящимися во Flash-памяти. Поэтому при определённых настройках, отличающихся от заводских, генерация может начаться ещё до подачи соответствующей команды по USART (об установках Flash-памяти см. ниже).

Замечание. После корректной команды записи во Flash-память («2D») новые параметры генерации вступают в силу немедленно (как после команды «22»). Однако за этим следует пауза, в течение которой микросхема производит запись параметров в энергонезависимую память и не реагирует на смену внешних сигналов и новые символы USART (генерация продолжается в заданном режиме). Длительность паузы составляет порядка 23 мс. Однако, так как время записи в энергонезависимую память может отличаться, рекомендуется выдерживать 25–30 мс, прежде чем посылать новые команды по USART.

УПРАВЛЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ ИМПУЛЬСОВ ЧЕРЕЗ FLASH-ПАМЯТЬ

Выбор режима USART/Flash осуществляется подачей логических единиц на оба входа M0 и M1. При этом для работы в режиме Flash на входе RX также должна быть непрерывная логическая единица.

Настройки, хранимые во Flash-памяти, соответствуют константам CC (конфигурация выводов), LLLL (длительность импульсов) и PPPP (длительность пауз между импульсами) из таблицы выше, значения которых устанавливаются изготовителем либо программируются через режим USART.

Если в константе CC биты C0=1 и C3=1, генерация начнётся сразу при переходе в режим Flash и будет продолжаться всё время нахождения в нём. Если бит C0=0, генерация будет включаться/выключаться входом Run, при этом состояние покоя конфигурируется битами C1 и C4 (примеры смотрите выше).

Режим Flash удобен для создания автономных генераторов постоянной частоты, не требующих настройки «снаружи» (через напряжение или USART) и имеет более высокую стабильность частоты, чем при управлении напряжением (из-за отсутствия влияния помех на входе Ur).

Заводские установки во Flash-памяти по умолчанию:

CC = 00 (управление генерацией сигналами Run и IdleState);

LLLL = десятичное 7245 (соответствует 500 мс);

PPPP = десятичное 7245 (соответствует 500 мс).

Таким образом, по умолчанию микросхема настроена как генератор частоты 1 Гц (коэффициент заполнения 50%) с управлением от входов Run и IdleState.

При поставке мы можем сконфигурировать микросхему по Вашим пожеланиям (подробнее ниже), либо Вы сможете самостоятельно однократно или многократно переконфигурировать её посредством USART (потребуется соответствующее оборудование). Встроенная энергонезависимая память микросхемы обеспечивает не менее 100000 циклов перезаписи (обычно до 1000000).

ГЕНЕРАТОР ПАЧЕК ИМПУЛЬСОВ

Генератор пачек импульсов может быть реализован с помощью двух одинаковых микросхем генератора импульсов, при этом выход Pulses первой микросхемы соединяется с входом Run второй, а вход IdleState первой микросхемы заземляется (см. схему справа).

Включение и выключение генерации пачек импульсов осуществляется с помощью входа Run первой микросхемы, а состояние покоя при выключенной генерации – входом IdleState второй микросхемы.

Входы Ur / RX, M0 и M1 первой микросхемы определяют параметры пачек, а входы Ur / RX, M0 и M1 второй микросхемы – параметры импульсов внутри пачек. При этом, если необходимо, первая и вторая микросхемы могут работать в разных режимах (например, одна от потенциометра, а другая по настройкам Flash-памяти).

Возможное применение генераторов пачек импульсов: прерывистая звуковая сигнализация, прерывистая световая индикация с регулированием яркости и другое.

ПРОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Электрические и температурные характеристики микросхемы соответствуют микроконтроллеру PIC12F675, описание которого на русском языке можно найти (формат PDF) .

Основные электрические характеристики генератора импульсов следующие:

· Напряжение питания Vdd: от 2.5 до 5.5 В (в т. ч. 3.3 В, 5 В).

· Диапазон рабочих температур: от –40 до +85 °C.

· Максимальный ток стока/истока на выходе Pulses: 25 мА.

· Потребляемый ток: не более 4 мА (типично 1 мА) плюс ток на выходе Pulses.

Для снижения потребляемого тока подтягивайте неиспользуемые выводы к Vdd.

ЗАКАЗ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА С ПРОГРАММОЙ

ВНИМАНИЕ! У нас Вы можете приобрести микроконтроллер PIC12F675 с уже прошитой программой генерации частоты по фиксированной цене – 250 рублей!

При заказе более 5 штук цена снижается; для оптовых партий цена в несколько раз ниже (зависит от размера партии: заполните форму ниже, чтобы узнать цену).

При желании вы также можете самостоятельно приобрести чистый контроллер PIC12F675 в розничной торговой сети и заказать у нас только его прошивку (стоимость по общему тарифу).

При заказе Вы можете указать настройки, зашиваемые во Flash-память (длительности импульсов, режим работы, конфигурацию выводов Run и IdleState) для работы генератора импульсов в режиме Flash. Конфигурирование микросхем по Вашим пожеланиям осуществляется совершенно бесплатно при любом объёме заказа (от 1 штуки).

ОФОРМЛЕНИЕ ЗАКАЗА

Используйте форму ниже для отправки заказа на микроконтроллер с указанной выше прошивкой. Пожалуйста, заполните её как можно более полно.