CC BY
45Усовершенствованный модуль ECCP (ШИМ) и его применение
Практически во всех микроконтроллерах среднего и старших семейств есть модуль CCP (Capture/Compare/PWM — Захват/Сравнение/ШИМ). Разработчики, использующие контроллеры Microchip, хорошо знакомы с этим стандартным модулем. Он обеспечивает хорошие характеристики и при этом является легко управляемым. Совсем недавно появились PICmicro с усовершенствованным модулем ECCP. Новый модуль предназначен, прежде всего, для работы совместно с парами мощных транзисторов и значительно упрощает построение схем управления силовыми драйверами преобразователей DC/DC и двигателями постоянного тока сервоприводов. Работа модулей Capture/Compare не изменилась, поэтому останавливаться на них не будем.
Максим Еременко
ems@trt.ru
Описание работы
Основное отличие ЕССР от старого ССР состоит в том, что в ЕССР переделан выход генератора ШИМ. Теперь он может управлять сразу четырьмя выводами микроконтроллера и работает в трех режимах: обычном, полумостовом и мостовом. Структурная схема модуля ЕССР показана на рис. 1.
Как видно из рисунка, переделан выходной каскад формирователя ШИМ. Схема задающего генератора оставлена без изменений. В обычном режиме формируемый сигнал подается на вывод КБ3/ССР1/Р1Л микроконтроллера (рис. 2).
Значения для управляющих регистров рассчитываются по формулам:
PWMpEШOD=[(PR2)+l]х4хTOSCх(TMR2pRESCЛLEVALUE),
РШМзотг с™ =(CCPR1L:CCP1CON<5:4>)х хТ ■ х(ТМК2:» .
Обычный режим удобно использовать для построения схем цифро-аналоговых преобразователей, управления мощными ключами и т. д. (рис. 3)
При работе в полумостовом режиме последовательность ШИМ снимается с выводов RB3/CCP1/P1A и RB5/SDO/P1B, выводы RB6, RB7 служат как обычные порты ввода/вывода (рис. 4). Управляя битами служебного регистра ССРЮТН можно задавать для выходов Р1Л и Р№ активное состояние либо «0», либо «1». На рис. 4 показаны временные диаграммы с активным состоянием «1».
Пример построения полумостовой схемы приведен на рис. 5. При управлении силовыми ключами полумостовой схемы может возникнуть ситуация, когда один ключ еще не успел закрыться, а второй уже открылся. В этом случае через эти оба открытых ключа от источника питания на землю потечет сквозной ток, что приведет к выходу их из строя. Для того чтобы этого не произошло, смена актив-
ных состояний сигналов P1A и P1B происходит через промежуток времени td, в течение которого оба сигнала неактивны. Это гарантирует уверенное запирание первого ключа к тому моменту, когда начнет открываться второй ключ. В модуле ECCP предусмотрен специальный регистр P1DEL, с помощью которого можно задавать время задержки td, таким образом предотвращая появление сквозных токов.
Микроконтроллеры удобно применять в схемах управления сервоприводами. На сайте ww w. microchip. com есть несколько готовых систем, реализованных на базе PICmicro различных серий (Application Notes AN696, AN718). Но для управления выходными каскадами полумостовых и мостовых схем применяется отдельная специализированная микросхема. При использовании же PICmicro с модулем ECCP эту микросхему можно исключить, снизив себестоимость конструкции.
Так же модуль ECCP может работать в мостовом режиме с двумя подрежимами «FORWARD» и «REVERSE». В этом случае используются все четыре вывода RB3/P1A, RB5/P1B, RB6/P1C, RB7/P1D (рис. 6, 7). Причем выводы P1A и P1C переходят в активное состояние в режимах «FORWARD» и «REVERSE» соответственно, а с выходов P1B и P1D снимается ШИМ-последовательность.
Резюме
Модули ECCP встроены в микроконтроллеры PIC16C717 с 10-разрядным АЦП и PIC16C770/771 с 12-разрядным АЦП, таким образом, автоматически решается проблема создания точной обратной связи. Все это позволяет разработчику создать законченное устройство, используя всего лишь одну микросхему контроллера PICmicro, сэкономив на различных микросхемах драйверов и преобразователей.
Рис. 1. Блок-схема модуля ECCP
I Period ^1
ccpfU-----------------1______I-----------------------1_Г"
L*___________►] I
[ Duty Cycle |
Рис. 2. Выходной сигнал в обычном режиме
Period Dufy Cycle t
P1A(2)|
Period
PI B«2>l
1(1)
Iі 1
L1 u і і і
j_n_
0)
Л-
(1)
Рис. 4. Выходной сигнал в полумостовом режиме
v+
Using PWM to Drive a Power Load
Рис. 3. Примеры использования
V+
Рис. 6. Примеры построения мостовой схемы
FORWARD MODE i Period _1
1 1 1 1 1
ПА1 '0 і _ _ . 1 J)uty Cycle^ і і і і і і і і і i
1 pi r(2) ! і
U I ■ Iі I I Iі II ^(2> I \ ' ! !
Iі I I Iі II
pmw 0 | | 1
i пі REVERSE MODE 1 і і (1) 1 Period _ |
J3uty Cycle^ ] | Р1АЙ Iі! Iі
. ... „ ! 1 1 : ;
РівИ ,! I
1 1 .1 1
PlcW 0 1 1 : ;
, 1 PI nW n 1 ! :
ri и о | , !<i) !
Рис. 7. Мостовой режим. FORWARD и REVERSE
