Zaloguj się
Wszystkie
4 sierpnia 2022
347
Celem projektu było zbudowanie prostego układu opartego na mikrokontrolerze AVR w małej, 8-nóżkowej obudowie, przy czym układ miał wykorzystywać do maksimum możliwości mikrokontrolera i zawierać minimalną liczbę elementów zewnętrznych. Jako serce wybrano układ ATtiny25, zawierający 2 kB pamięci FLASH, 10-bitowy przetwornik A/C i szybki układ czasowy z wyjściami PWM.
Do wytwarzania przebiegu sinusoidalnego użyto bezpośredniej syntezy cyfrowej. W pamięci stałej umieszczono 1024 próbki wartości jednego okresu przebiegu sinusoidalnego. Wartości te są odczytywane w odstępach czasu równych okresowi próbkowania TS (1,6 µs). Po każdym odczycie adres pamięci (reprezentujący fazę przebiegu) zmienia się o wartość Δ=f∙1024TS , gdzie f jest częstotliwością generowanego przebiegu. W ogólnym przypadku Δ jest liczbą ułamkową.
Mikrokontroler używa formatu stałoprzecinkowego. Zarówno faza, jak i jej przyrost mają 32 bity, z których 6 najstarszych jest ignorowanych, kolejne 10 wyznacza adres pamięci, a 16 najmłodszych stanowi część ułamkową. Najmniejsza możliwa do uzyskania niezerowa wartość Δ to 1/65536; odpowiadałaby jej częstotliwość 1/65536/(1024∙1,6 µs)=0,00931 Hz. W generatorze wartość Δ zawiera się w przedziale od 0,03276 do 32,76.
Synteza odbywa się w przerwaniach Timera 0, które są generowane co 32 okresy wewnętrznego systemowego zegara taktującego (20 MHz). Częstotliwość wytwarzanego przebiegu sinusoidalnego jest więc pochodną częstotliwości zegara systemowego. Źródłem tego zegara jest wewnętrzny generator RC. W danym egzemplarzu układu scalonego jego częstotliwość może się nieco różnić od standardowej. Dlatego w układzie wprowadzono możliwość dostrojenia (kalibracji) generatora RC z dokładnością ok. 1%.
Przetwornik C/A jest oparty na układach modulacji szerokości impulsu (PWM) mikrosterownika. Metoda przetwarzania PWM wykorzystuje fakt, że prostokątny przebieg cyfrowy o amplitudzie U i współczynniku wypełnienia K (0...1) ma wartość średnią równą U∙K. Po odfiltrowaniu składowej zmiennej przebiegu otrzymujemy napięcie wprost proporcjonalne do współczynnika K. Układ złożony z generatora fali prostokątnej o sterowanej szerokości i z filtru dolnoprzepustowego staje się więc przetwornikiem C/A.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
