Relatório sobre o Microcontrolador ATMega328p: Temporizador e PWM

1 RELATÓRIO 10 Data Disciplina E209 Prof João Pedro Magalhães de Paula Paiva Monitores Thalita Domingos João Henrique Delfino Pedro Fraga Conteúdo Microcontrolador ATMega328p Tema ATMega 328 Temporizador e PWM Nome Matrícula Curso OBJETIVOS Utilizar as ferramentas de simulação para desenvolver programas para o ATMega328p Desenvolver um programa de controle que faça uso do temporizador interno operando como gerador de sinal PWM Utilizar as entradas e saídas do ATMega328p com circuitos de aplicação Parte Teórica Temporizador Timer PWM O objetivo desse relatório é estudar o modo comparação para geração de sinal PWM Pulse Width Modulation modulação por largura de pulso com o temporizador do ATMega328p O sinal PWM apresenta um período T fixo e um ciclo de trabalho DC dutycycle variável e consequentemente um tempo ligado Ton também variável Dessa forma ao variar o valor do DC temse a variação do nível médio do sinal Essa variação pode ser utilizada para diferentes aplicações tais como controle de intensidade de rotação de um motor controle de chaveamento de uma fonte controle de volume digital geração de sinais analógicos entre outras A Figura 1 ilustra um sinal periódico com período Tpwmperiod e um tempo em alta Ton O PWM consiste então em aumentar ou diminuir o Ton comparado ao período para que forneça uma ideia de ajuste proporcional de uma carga conectada ao microcontrolador Figura 1 Sinal PWM Como configurar o PWM O primeiro passo para se configurar um timer PWM é escolher um timer0 1 ou 2 e verificar qual sua saída para isso devemos consultar o manual do ATMega328p Após a escolha devemos indicar ao microcontrolador que o pino será saída Para isso devemos utilizar o registro DDRx Vamos considerar o TIMER0 a saída pwm é dada pelo OCR0Acomparador A TIMER0 DDRD 1 PD6 Configurar como função de saída de sinal do OCR0A 2 Uma vez configurado o pino passamos para a configuração do TIMER pois é ele que irá gerar os tempos que serão utilizados para ligar e desligar a saída A primeira configuração é selecionar o modo SET e RESET que se encontra no registro TCCR0A Esse modo faz com que seja gerado no pino de saída uma transição toda vez que o TIMER alcança o OCR0A e o TCNT0 contador do TIMER0 reseta TCCR0A 1 COM0A1 Logo após devemos configurar o modo de operação do TIMER0 No nosso relatório anterior escolhemos o modo CTC agora iremos escolher o modo FAST PWM TCCR0A 1 WGM01 1 WGM00 3 Agora devemos então escolher o divisor do clock do nosso TIMER TCCR0B 1 CS00 clock com divisor por 1 ou sem divisor E então devemos definir qual será o dutycycle do sinal O registro que devem ser modificados é OCR0A PERIODO Esse registro será comparado com o tempo já contado pelo ATMega328p chamaremos esse tempo de TCNT0 Quando TCNT0 é igual a OCR0A o timer irá gerar um RESET saída vai para 0 e quando é igual a TCNT0 é gerado um SET saída vai para 1 Modificando o TON Para fazermos uso do PWM devemos modificar seu tempo ligado TON para isso podemos fazer de duas formas 1 Modificando o valor do registro diretamente Para modificarmos o valor do registro podemos chamálo e atribuirmos seu novo valor OCR0A NOVOVALOR 2 Criar a função de Duty Cycle Para criarmos a função de duty cycle devemos ter em mente que o valor do OCR0A equivale sempre a uma parte do TCNT0 que vai até seu overflow como é um registro de 8 bits seu overflow é 255 em porcentagem de 0 a 100 de 255 Essa função recebe como entrada o valor desejado de DC 0 a 100 e o converte para um valor de 0 a 255 if VALORDC 0 VALORDC 100 OCR0A intVALORDC 1000 255 Lembrese que o valor atribuído ao OCR0A não pode ser maior que o valor que TCNT0 suporta duty cycle é a relação entre tempo ligado e tempo total ou seja um DC de 25 em um período T de 50ms equivale a ficar 125ms ligado e 375ms desligado Essas funções extras que criamos tornam o código mais organizado e fácil de se identificar erros 4 Parte Prática Programa 1 Crie um programa que enquanto o botão esteja pressionado o led verde é aceso com 50 de intensidade e assim que for solto o led deve apagar Utilize o TIMER PWM para a elaboração do firmware Programa 2 Modifique o programa anterior para que cada vez que o botão for pressionado o led receba 10 de luminosidade O led deve começar apagado e quando chegar a 100 após apertar o botão mais uma vez ele desliga Utilize interrupção externa e o TIMER configurado com PWM 5 ANEXO define pwmout 1 PD6 int brightness 0 int main DDRD pwmout configura saída para o PWM PORTD pwmout PWM inicia desligado Configura modo FAST PWM e modo do comparador A TCCR0A 1 WGM01 1 WGM00 1 COM0A1 TCCR0B 1 Seleciona opção para frequência OCR0A 0 for OCR0A brightness brightness 10 if brightness 255 brightness 0 delayms100 define pwmOut 1 PD6 int brightness 0 void setup DDRD pwmOut configura saída para o PWM PORTD pwmOut PWM inicia desligado Configura modo FAST PWM e modo do comparador A TCCR0A 1 WGM01 1 WGM00 1 COM0A1 TCCR0B 1 CS00 Seleciona opção para frequência void loop OCR0A brightness brightness 10 if brightness 255 brightness 0 delayms100