Cálculo Del PWM

Cálculo del PWM Para variar el periodo (T) de trabajo de un PWM se utiliza la siguiente fórmula: T = (PR2  !) " # " Tos$ " PR%&'%Rtimer  •

T =* Periodo del PWM

•

PR2 =* +alor +alor ,ue introdu$e en la fun$ión setup-$$p.()/0

•

  Tosc =* Tiempo de instru$$ión del P1' (!fos$=!23M4z=53nanosegundo (!fos$=!23M4z=53nanosegundos) s)

•

  PRESCALER  =*  =* %ste valor permite obtener fre$uen$ias m6s elevadas a $ambio de perder bits de resolu$ión0 'on$retamente lo ,ue 7a$e este n8mero es definir el n8mero de overflo9s (ve$es ,ue se llega al final de la $uenta en el timer) ne$esarios para genererar la interrup$ión0

%n la siguiente imagen (se usa una fre$uen$ia de reloj de 23M4z) 7a un ejemplo en el ,ue T vale #5;s (es de$ir< de$i r< una fre$uen$ia de 22<224z para el PWM)0 4abiendo utilizado las 2 e$ua$iones: Tp9m = (PR2  !) " # " Tos$ Tos$ " PR%&'%Rtimer ===> #5; = ( PR2  !) " # " !23M ===> PR2=224 TiempoTimer TiempoTimer = >(25?@$arga) > (25?@$arga) " P&  2A " Tinst ===> 23; = >(25?@ carga)"!2A"#23M ===> carga=158

%l $ódigo para $onfigurar el PWM es sen$illo< pues sólo 7a ,ue $onfigurar el Timer aso$iado a los PWM e indi$ar mediante setup-$$p. ,ue se va a utilizar el PWM0 setup_timer_2(T2_DIV_BY_1,158,1); _1,158,1); ! setup_timer_2(T2_DIV_BY setup_ccp1(CCP_PWM); //CCP1 y CCP2 ser! uti"i#$%&s y 2 setup_ccp1(CCP_PWM); setup_ccp2(CCP_PWM); setup_ccp2(CCP_PWM); //sus puert&s s&! s$"i%$s PWM

B Cesde este momento tan sólo 7a ,ue utilizar la fun$ión set_pwmX_duty(ValorDelPWM);   op$ionalmente en el robot de los talleres 23!2 la fun$ión  Motores(); los dos siguientes blo,ues de programa$ión son e,uivalentes  7a$en lo mismo0 Dorma genEri$a: ! set_p'm1_%uty(p'm); M1I!11; //P$r$ ue $*$!ce 2 B M1I!2+; //s&! est&s *$"&res Dorma parti$ular del robot de los talleres 23!2: ! 2

i!t1 p'm; M&t&res(p'm,1,-.-);

%n ambos $asos la variable pw se 7abr6 de$larado $omo un entero de !? bits mediante la siguiente instru$$ión: !

i!t1 p'm;

F se le 7abr6 dado un valor entre 3  !32B antes de utilizarla0

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// Pues vamos viendo......

Supongamos que se desea una frecuencia de 1KHz a un ciclo de trabajo de 50 con una frecuencia del oscilador de !"Hz.

#o primero es revisar la $oja de datos %en mi caso el 1&'(() o cualquiera que tenga **P+. ,stablece una f-rmula P" Period  %P2+3 14!67S* %6"2 Prescale 8alue+ Pero es menos complicado si se contempla en funci-n de la frecuencia %recordar que f1/t+9 'p:m %'osc+/%P231+;%6"2 Prescale 8alue+;%!+4 #o que interesa es el P2
P2 debemos recordar que es de ( bits> por lo que el valor m?@imo no debe e@ceder 255 %mu< importante+.

Si se desea 1KHz tenemos b?sicamente dos opciones9 1.= Se cambia de frecuencia de oscilaci-n %no recomendable> ! < 1&. *on 19 P2 %!"Hz+/%1KHz+;%1+;%!+4=1 P21000=1 A===bien importante no olvidarse del =1 P2BBB *on 1 no sirve> solo enterosD lo anterior nos proporciona dos posibles caminos9 P2&2P2&E Si P2&2> entonces la 'p:m ser?9 'p:m %'osc+/%P231+;%6"2 Prescale 8alue+;%!+4 'p:m %!"Hz+/%&231+;%1&+;%!+4 'p:m BB2.0&E! Hz #o anterior entrega un error de 0.( apro@imadamente. Si P2&E> entonces la 'p:m ser?9 'p:m %'osc+/%P231+;%6"2 Prescale 8alue+;%!+4 'p:m %!"Hz+/%&E31+;%1&+;%!+4 'p:m B)&.5&25 Hz #o anterior entrega un error de 2.! apro@imadamente.

#a ideal es P22!B con preescalador a !D cabe seFalar que solo estamos en la frecuencia.

Para el P" es algo similar pero> el **S utiliza funciones donde el comportamiento no es tan transparente como se desearCa.

ecordar que Pulse idt$ %**P@#9**P@*7GA59!+ 67S*  %6"2 Prescale 8alue+ < que Iut< * por lo que interesa es el valor de **P@#9**P@*7GA59!. ,n * o en JSL* es relativamente sencillo colocar ese valor> en ensamblador no tanto. #o anterior debido a que los bits 5 < ! de **P@*7G son los de menor peso < se debe realizar un corrimiento con todo **P@#. quC es donde se torna algo confuso %para la ma signiMca que el valor donde se repite el periodo %P231+ es 250> el valor medio serCa 125> por lo que **P@# deber? tomar ese valor. **P@# toma el valor los otros dos bits no afectan. #o anterior es si deseas utilizar el P" en Nmodo de ( bitsN %no e@iste tal modo> pero trabaja asi+. Si deseas utilizar los 10 bits de resoluci-n> deber?s utilizar esos dos bits de menor peso. ,sos dos bits de menor peso siempre producir?n ! combinaciones adicionales %00>01>10>11+ a las 25& del **P@# <> como sabemos 10bits102!. ,l m?@imo valor que tendr?s ser? 102E. Si P2 es 2!B> < P231 250> entonces el valor para el ciclo de trabajo crece de 250 a 1000> dando ! veces el original %debido a esos dos bits+. qui est? la situaci-n9

para utilizar los 10 bits de resoluci-n el **S debe saber que el par?metro de setOp:mOdut<%+ es un entero de 1& bits %LG61& o #7G+> de otra manera lo tomar? como ( bits %solo tomar? el **P@#+.

*oloca esto9 setupOccp1%ccpOP"+D setupOtimerO2%t2OdivOJ2!B>1+D setOp:mOdut<%125+D *oloca esto9 setupOccp1%ccpOP"+D setupOtimerO2%t2OdivOJ2!B>1+D setOp:mOdut<%500#+D

El módulo(s) PWM de un PIC ,l par?metro fundamental de una modulaci-n P" es la frecuencia %o su inverso el periodo+ de modulaci-n. ,n los PL* dic$a frecuencia es programable %con ciertas limitaciones+ en base a varias variables9

Q #a frecuencia del oscilador principal 'osc Q ,l pre=scaler %P,+ o divisor previo del timer 6"2 que puede tomar los valores 191> 19! o 191& Q ,l registro P2 %0=255+ asociado al timer 6"2

#a frecuencia P" responde a la f-rmula9

'Op:m  'Oosc / ! @ P, @ %P231+4

o lo que es lo mismo> el periodo del P" ser? el inverso de dic$a frecuencia9 6Op:m   %P231+ @ ! @ P, 4 @ 6osc ,l valor m?@imo del divisor previo P, es 1& < el de %P231+ es 25&. Por lo tanto la frecuencia P" m?s baja posible ser? 'osc/1&E(!. Para un oscilador de 20 "Hz tenemos una 'p:m mCnima de 1.22 KHz %20000/1&E(!+.

Gotad que el m-dulo P" usa el timer 6"2> por lo que Rste no podr? usarse como temporizador de prop-sito general mientras se estR usando P". Si que es posible usarlo %< a$orrarnos gastar otro timer+ si queremos $acer saltar una interrupci-n cada cierto tiempo. ,l postscaler del 6"2 no tiene efecto sobre la frecuencia P"> pero si inu
#o primero que tenemos que $acer para usar el m-dulo P" es $abilitarlo indicando que va a usarse como generador de una onda P">
Podemos $abilitar uno o los dos m-dulos independientemente. Sin embargo> como ambos usan el registro P2 < el timer 6"0 como base de tiempos> la frecuencia programada ser? la misma en ambos m-dulos.

#o que si es posible variar por separado es el ciclo de trabajo %dut< cicle o I*+ de cada m-dulo. ,l ciclo de trabajo se codiMca con un nUmero de $asta 10 bits %0=102E+ almacenado de la siguiente forma9

CCPR1L 9 ( bits m?s signiMcativos del ciclo de trabajo.

CCP1CON.DC1B0 y DC1B1 %bits 5 < & de **P1*7G+9 uardan los 2 bits menos signiMcativos.

#a programaci-n del  7G del segundo m-dulo es similar pero usando los registros **P2*7G < **P2#.

*on los 10 bits dados el ciclo de trabajo se podr? especiMcar en principio con 102! niveles %0 corresponde a 0 < 102E al 100+. Sin embargo> los valores v?lidos pueden ser menores que los 102! posibles.

#a raz-n es que el valor de I* %dut
6Oon

  I* @ P,4 @ 6osc

ecordando que el tiempo total del periodo es9

 6Op:m   %P231+ @ ! @ P, 4 @ 6osc

*omparando ambas f-rmulas < siendo obvio que el tiempo total 7G no puede e@ceder el tiempo total del periodo tenemos que el valor m?@imo de I* es %P231+ @ !. Por lo tanto> aunque podemos dar a I* cualquier valor entre 0 < 102E est? claro que en realidad debemos limitarnos al rango  0> %P231+@! 4. 8alores m?s altos van a $acer que 6on  6p:m> o lo que es lo mismo> la seFal P" se mantiene alta todo el rato %100+.

,n resumen> para mantener la m?@ima resoluci-n %10 bits+ a la $ora de especiMcar I* es preciso usar P2255. Para una cierta frecuencia del oscilador 'osc podemos optar por tres frecuencias con la m?@ima resoluci-n9

Registro PR2

PRE (divisor previo de TMR2)

F_p!

P"r" Fos# $ 20 M%&

255

1

'osc / 102!

1B.)5 KHz

255

!

'osc / !0B&

!.(( KHz

255

1&

'osc / 1&E(!

1>22 KHz

'recuencias por debajo de 'osc/1&E(! no son posibles porque los valores de P2 < P, est?n
'recuencias por encima de 'osc/102! son posibles pero a costa de bajar P2 < por lo tanto disponer de menor resoluci-n para el ciclo de trabajo. Por

ejemplo si aceptamos trabajar con ( bits %valores de I* de 0 a 255+ podemos llegar a una frecuencia de9

'Op:m  'Oosc / P, @ ! @ %P231+4  'osc/%1 @ 25&+  )( KHz

para un oscilador de 20 "Hz.

#a raz-n por la que para frecuencias mu< altas no podemos especiMcar con tanta precisi-n el ciclo es que el periodo empieza a $acerse mu< pequeFo. ,n el caso anterior %'p:m  'osc/25&+ es obvio que en un ciclo del P" s-lo entran 25& ciclos del oscilador. *omo es imposible que el micro $aga algo entre ciclos de reloj> est? claro que s-lo puede bajar la lCnea del P" en 25& puntos como muc$o %esto es> con una resoluci-n de ( bits+.

8alores de frecuencias intermedios son tambiRn posibles> pero de nuevo van a e@igir P2A255. Por ejemplo para conseguir 10 KHz con un oscilador de 20 "Hz

 'osc / 'p:m 20000/10  2000  ! @ P, @ %P231+ = P, @ %P231+  500

lo que puedo conseguir con P,2 < P2  2!B. Pero entonces el valor del ciclo de trabajo %I*+ tiene que moverse en el rango 0 a !%P231+  1000. *on I*1000
,n cuanto al pin de salida al que se manda la seFal P"> usualmente la salida P"1 va al pin *2 < la del P"2 al *1 %notad el cambio 1=2+. ,n algunos dispositivos %consultar datas$eet+ es posible cambiar l a salida de P"2 a otro pin mediante un bit de conMguraci-n