Лабораторная работа 2

Работа с таймерами

• Цель работы: Изучить режимы работы таймера ATMEGA328P

Задачи:

1. Напишем программу, в которой при нажатии на кнопку, микроконтроллер формирует выдержку времени и зажигает зеленый светодиод с заданным периодом (0,1с и 1с)
2. Напишем программу, в которой вывод PB5 при инициализации таймера 0 запрограммирован для выдачи сигнала с заданной частотой (1Гц)
3. Напишем программу, в которой порт ввода PC0 подключен к потенциометру который регулирует напряжение на нём от 0 до +5В. Сигнал с порта PC0 обрабатывается с помощью АЦП и преобразуется в скважность ШИМ сигнала для порта вывода PB1 которым управляем частотой вращения двигателя.

Код программы в Atmel Studio

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
int scet = 0;
char otschet1s = 0;
char otschet1Gz = 0;

void timer2_init() {
	TCCR2B |= (1 << CS02) | (1 << CS01) | (1 << CS00);		//Задаём прескейлинг 1024. sT = 0,001024 c
	OCR2A = 98;		// OCR2A*sT = период работы диода. Здесь 0,1с
	OCR2B = 244;	// 0,25с
}

void timer0_init() {
	TCCR0A |= (1 << WGM01);    // Режим CTC
	OCR0A = 98;    // Значение при котором сбрасывается таймер (при 1МГц чипе, для 1с OCR1A = 977)
	TCCR0B |= (1 << CS02) | (0 << CS01) | (1 << CS00);		//Задаём прескейлинг 1024
}

void pwm_init_1() {
	TCCR1B |= (1 << WGM12);						// Режим FastPWM 10-bit
	TCCR1A |= (1 << WGM11) | (1 << WGM10);
	TCCR1A |= (1 << COM1A1);	// Clear OC1A/OC1B on compare match
	TCCR1B |= (0 << CS12) | (1 << CS11) | (1 << CS10);		//Задаём прескейлинг 1024
}
void setup_adc() {
	ADMUX |= (1 << REFS0); // Voltage Reference - AVCC
	ADCSRA |= (1 << ADEN); // ADC Enable
	ADCSRA |= (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1) | (1 << ADPS0); // ADC Prescaler Selections 128
}
uint16_t read_adc() {
	ADMUX &= 0xF0; // Выбрать канал ADC0
	ADCSRA |= (1 << ADSC); // начало преобразования
	while (ADCSRA & (1 << ADSC)); // When the conversion is complete, ADSC returns to zero
	return ADC;			//Результат работы АЦП
}


int main(void)
{
	DDRB |= (1 << PB5);
	DDRB |= (1 << PB4);
    DDRB |= (1 << PB1);
    DDRB |= (1 << PB3);
	DDRC |= (0 << PC0);
	DDRC |= (0 << PC1) | (0 << PC2);
	setup_adc();
    pwm_init_1();
	timer0_init();
	timer2_init();
	while(1)
	{
		if((TIFR2 & (1 << OCF2A)) & (PINC & (1 << PC1)))		// OCF2A устанавливается 1 при достижении таймером OCR2A 
		{
			PORTB ^= (1 << PB3);
			TIFR2 |= (1 << OCF2A);	// Сбрасываем флаг OCF2A
			TCNT2 = 0;				// Сбрасываем таймер2
		}
		else if((TIFR2 & (1 << OCF2B)) & (PINC & (1 << PC2)))		// OCF2B устанавливается 1 при достижении таймером OCR2B 
		{
			TIFR2 |= (1 << OCF2B);
			TCNT2 = 0;				
			otschet1s++;			// Для достижения 1с отсчитываем 4 раза по 0,25с
			if(otschet1s == 4)
			{
				otschet1s = 0;
				PORTB ^= (1 << PB3);
			}
		}
		if(TIFR0 & (1 << OCF0A))	// OCF0A устанавливается 1 при достижении таймером OCR0A 
		{
			TIFR0 |= (1 << OCF0A);
			otschet1Gz++;
			if(otschet1Gz==10)		// Для достижения нужной частоты otschet1Gz == 1/(0.1f)
			{
				otschet1Gz = 0;
				PORTB ^= (1 << PB5);
			}
		}
        OCR1A = read_adc(); // Прочитать значение с ADC
	}
}

Демонстрация работы схемы в Proteus

Сигнал ШИМ при выкрученным на 75% потенциометром (75% скважность)

Таймером 2 (Нормальный режим) управляем Кнопками 1 и 2, подавая сигнал на PC1 и PC2. Полученный сигнал с PB3 подаётся на базу биполярного npn транзистора, светодиод подключен к коллектору.

Таймер 0 (Clear Timer on Compare ) задаёт частоту переключения порта PB5, сигнал с которого подаётся на базу биполярного npn транзистора. К эмиттеру подключено реле, которое подключает лампу к источнику 12В, когда по нему протекает ток.

Таймер 1 (Fast PWM) получает значение скважности (OCR1A) от АЦП порта PC0, сигнал на котором регулируется через потенциометр RV1. ШИМ сигнал, формируемый на выводе PB1, подаётся через оптопару на затвор mosfet, который управляет напряжением на двигателе.