مواصفات نظام التوقيت
التردد
لقياس تردد الإشارات الدورية
نقوم بعدّ المرات التي يتكرر بها حدث معين ضمن ثانية واحدة،
وبواحدة الهرتز ) Hz .)
الدور
إذا حصل الحدث بتردد 1 هرتز، فيكون دوره 1 ثانية.
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
20
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
مواصفات نظام التوقيت
دورة العمل ) Duty Cycle )
من أجل التحكم باتجاه وسرعة المحرك.
يمكن تعريفها كالتالي:
( × ) دورة العمل )%( = )زمن النبضة الفعالة/الدور 100 .)%
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
21
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
نظرة عامة على نظام التوقيت
تقوم ال T/Cx باستخدام ترددات مشتقة من ساعة النظام،
أو قد تحصل على دخلها من أقطاب خارجية.
التطبيقات:
لقياس الدور الزمني / التردد،
لتحديد عرض النبضة، وقياس السرعة،
لعد الأحداث أو نبضات الأحداث المتعلقة بالزمن، و
لتوليد إشارات متعلقة بالزمن بدقة.
تولد ألحانا لصناعة الصوت، أو
تزودنا بعرض نبضة أو تردد قيادة متغير يمكن من خلاله التحكم بسرعة المحرك.
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
22
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
استخدام أنظمة الدخل/خرج التي تعمل بمؤقت
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
23
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
مخطط صندوقي لخرج نظام المؤقت
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
24
مسجلات تخزين
خاصة
علم خرج
المؤقت
نظام المقاطعة
لخرج المؤقت
مقارن
أحداث مبرمجة
– تغير
– منطق مرتفع
– منطق منخفض
أقطاب الخرج
الفيزيائي
عداد يعد باستمرار
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
نظرة عامة على مؤقتات ATmega16
المؤقت 0
المؤقت 1
المؤقت 2
– عداد ومؤقت من 8 بتات
-10 بتات لتقسيم الساعة
– الوظائف:
– تعديل عرض النبضة
– توليد التردد
– عدّ الأحداث
– مقارنة الخرج
– أنماط العمل:
– عادي
– تشغيل محي المؤقت عند حصول
تطابق في المقارنة ) CTC )
-PWM السريع
– تصحيح طور ال PWM
– عداد ومؤقت من 16 بت
-10 بتات لتقسيم الساعة
– الوظائف:
– تعديل عرض النبضة
– توليد التردد
– عدّ الأحداث
– مقارنة الخرج – بقناتين
– التقاط الدخل
– أنماط العمل:
– عادي
– تشغيل محي المؤقت عند حصول
تطابق في المقارنة ) CTC )
-PWM السريع
– تصحيح طور ال PWM
– عداد ومؤقت من 8 بتات
-10 بتات لتقسيم الساعة
– الوظائف:
– تعديل عرض النبضة
– توليد التردد
– عدّ الأحداث
– مقارنة الخرج
– أنماط العمل:
– عادي
– تشغيل محي المؤقت عند حصول
تطابق في المقارنة ) CTC )
-PWM السريع
– تصحيح طور ال PWM
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
25
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
نظرة عامة على مؤقتات ATmega16
يمكن ضبط جميع المؤقتات بحيث تعمل بأحد أربع حالات
. 1 النمط العادي )النمط 0 ،)
. 2 إعادة ضبط المؤقت عند حصول تطابق على المقارن ) CTC )
)النمط 1 ،)
.PWM3 السريع )النمط 2 )
. 4 تصحيح طور ال PWM )النمط 3 .)
للمؤقت 1 خاصية التقاط الدخل.
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
26
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
المؤقت 0
تأتي نبضات الساعة من مصدر خارجي على القطب T0 أو داخليا من
fclk عبر مقسم محدد مسبقا.
يتم تحديده باستخدام CS0[2:0] في المسجل TCCR0 .
يحتوي المسجل TCCR0 على WGM0[1:0] و COM0[1:0] ، من
أجل تحديد نمط العمل.
يتم وصل ال clkTn إلى TCNT0 ، الذي يزداد أو يتناقص مع كل نبضة
ساعة.
يقوم المقارن بمقارنة العدد في TCNT0 مع ) OCR0 ( ويتم إيصال
الخرج إلى المولد ) WaveformGenerator .)
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
27
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
مولد الأمواج
له مداخل: القمة، والقاع، و WGM0[1:0] ، و com0[1:0] من أجل العمل بعدة حالات مع
المؤقت.
يتم اختيار إشارة القمة عن طريق:
الوصول إلى أكبر عدة ) 0xFF ( على TCNT0 أو
الوصول إلى القيمة المحددة في OCR0 .
يتم تحديد إعدادات القمة من حالة العداد.
يتم اختيار قيمة القاع عندما:
يصل العداد TCNT0 إلى القيمة 0 .
يتم اختيار القيمة الأعظمية للإشارة
عندما تصبح قيمة جميع خانات العداد هي 1 ، أي يصل العداد إلى ) 0xFF .)
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
28
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
المؤقت 0
يتم اختيار الضبط الخاص بحالة إشارة القمة عن طريق نمط
العمل.
يستخدم المؤقت 0 البتات ضمن TIMSK و TIFR من أجل إرسال
الأحداث المتعلقة بالمقاطعة.
أنماط عمل المؤقت 0 هي: عادي، CTC ، PWM السريع،
وتصحيح طور ال PWM .
يتم اختيار النمط المحدد باستخدام البتات WGM0[1:0] الموجودة
ضمن TCCR0 .
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
29
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
المخطط الصندوقي
للمؤقت
30
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
النمط العادي
العد باستمرار من القيمة 0x00
)القاع( حتى القيمة 0xFF )القمة(.
إعطاء قيمة على العلم TOV0
عند عودة TCNT0 إلى القيمة 0 .
هذا النمط مفيد من أجل توليد
نبضات ساعة دورية من أجل:
. 1 حساب الوقت المنقضي
. 2 توفير تأخيرات زمنية دقيقة.
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
31
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
إعادة ضبط المؤقت عند حصول تطابق على المقارن
( CTC )
يتم إعادة ضبط المؤقت TCNT0
إلى القيمة 0 كلما وصل TCNT0 إلى
القيمة المحددة في OCR0 ، ومن ثم
يتم إعطاء قيمة ل OCF0 .
يتم تفعيل العلم OCF0 باستخدام
العلم OCIE0 في TIMSK وعندما
نحدد القيمة 1 على البت السابع من
SR .
يستخدم لتوليد إشارات دورية أو
نبضة وحيدة.
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
32
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
إعادة ضبط المؤقت عند حصول تطابق على المقارن
( CTC )
يمكن استخدام روتين المقاطعة من أجل تحديث قيمة القمة، وذلك
في حالة تفعيل المقاطعة.
يجب على المستخدم تحديد المواصفات والخصائص الأساسية
للموجة بالنسبة للمؤقت 0 .» نبضات الساعة «
يمكن تحديد الخاصية الأساسية الجديدة في مسجل OCR0 عندما
تصل الموجة إلى واحدة من الخواصالأساسية.
كما أنها تقوم بتبسيط عملية عد الأحداث الخارجية.
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
33
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
توليد خرج الموجة في CTC
يمكن تحديد خرج ال OC0 ليقوم بتغيير قيمته المنطقية في كل مرة يحدث فيها تطابق، وذلك عن
طريق تفعيل ال COM ( COM0[1:0]=1 .)
لن تكون قيمة OC0 مرئية على أقطاب المنفذ، إلا إذا كان لذلك المنفذ صفة خرج..
سيكون للموجة المتولدة تردد أعظمي قيمته FOC=fclk_I-O/2 عندما OCR0=0 .
يمكن تعريف تردد الموجة بالعلاقة:
= 21+
حيث أن: N هو معامل التقسيم ) 1 ، 8 ، 64 ، 256 ، أو 1024 .)
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
34
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
PWM السريع
تستخدم لتوليد نبضات PWM
بتردد ودورة عمل اختياريين.
ترددها يساوي ضعف التردد في
حالة PCPWM .
يحدث تغير في خرج ال PWM
عندما تصل قيمة TCNT0 إلى القيمة
المحددة في المسجل OCR0 .
تواصل العد حتى الوصول إلى
القمة، والتي عندها يتم ضبط قيمة ل
TOV0 .
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
35
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
PWM السريع
في COM غير العاكس، يتم إعادة ضبط OC0 عند كل تطابق بين TCNT0
و OCR0 ، ويأخذ قيمة القاع.
في COM العاكس، يتم ضبط الخرج عند حصول تطابق، ويتم محيه عند القاع.
يمكن استخدام ISR لتحديث قيمة المقارنة إذا تم تفعيل المقاطعة.
تحديد البتين COM0[1:0] بالقيمة 2 يولد إشارة PWM غير معكوسة، ويمكن
توليد إشارة PWM معكوسة عن طريق ضبط COM[1:0] بالقيمة 3 .
يمكن استخدامها من أجل تنظيم الاستطاعة، التقويم، التبديل الرقمي التشابهي.
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
36
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
PWM السريع
يمكن حساب تردد إشارة ال PWM على الخرج من العلاقة:
= 256
سيكون الخرج عبارة عن شوكة ضيقة إذا كانت قيمة OCR0 تساوي القاع، وذلك من أجل كل قيمة
مؤقت تساوي القيمة الأعظمية + 1 .
يؤدي ضبط OCR0 بالقيمة الأعظمية إلى ظهور خرج مرتفع أو منخفض بشكل مستمر )حسب
قطبية الخرج التي تحددها بتات COM0[1:0] ).
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
37
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
نمط تصحيح طور ال PWM
يقوم TCNT0 بالعد من القيمة
0x00 حتى 0xFF ومن ثم
يعود إلى 0x00 باستمرار.
في كل مرة يحدث فيها
تطابق بين قيمة TCNT0
والقيمة في المسجل OCR0 ،
يتم إعطاء قيمة للعلم OCF0
ويحصل تغيل في إشارة ال
PWM .
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
38
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
نمط تصحيح طور ال PWM
في COM غير العاكس، يتم محي OC0 عند حصول تطابق أثناء العد التصاعدي، ويتم
إعطائه قيمة عند حصول تطابق أثناء العد التنازلي.
إن تمييز ال PWM من أجل حالة تصحيح طور ال PWM ثابت من أجل 8 بتات.
إذا تم إعطاء قيمة القاع على OCR0 ، عندها سيكون الخرج منخفضا دائما. كما أنه
سيكون مرتفعا دائما إذا أخذ قيمة القمة في حالة PWM الغير معكوس.
تردد ال PWM في هذا النمط هو:
= 510
هذه الحالة مفضلة من أجل تطبيقات التحكم بالمحرك.
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
39
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com