PWM発振ユニットV2

モータの制御やDC/DCコンバータ(昇圧、降圧)などを行う際には、PWM(Pulse Width Modulation)方式が良く採用されます。
電子工作に置いても、簡単な実験をする際には、PWMの周期やデューティを手軽に設定できるユニットが手元にあれば何かと便利です。
以前にも、簡易信号発生ユニット(PWM)を製作しましたが、周期やデューティの値を視覚的(LCDなどで)に知る事が出来ず不便を強いられていました。

そこで今回は、周期やデューティの値をLCDに表示することにより利便性を向上させました。

<仕様>

• 周期は、128usec(7.81kHz)、512usec(1.95kHz)、2048usec(488.3Hz)の3種を提供する。
• デューティは、0~1023(0x3FF)の1024段階とする。
• デューティの設定は、ボリュームによるスムーズな操作と、スイッチによる微調整を可能とする。

基本的な原理は、簡易信号発生ユニット(PWM)を参照してください。

<ボリュームによるデューティの設定>
SW1を押下したまま、ボリューム(R5)を廻すことにより、デューティの値を0%(0)~99.9%(1023)までスムーズに設定することが出来ます。

※A/D変換の精度は、10ビットなので、

• 上位8ビットを、CCPR1Lレジスタにセットし、
• 下位2ビットを、CCP1CONのCCP1XビットとCCP1Yビットにセットします。

<スイッチによるデューティの設定>
SW2を押下する毎に、デューティの値がインクリメント(+1)されていきます。
SW3を押下する毎に、デューティの値がデクリメント(-1)されていきます。

※約0.1%の単位でデューティを設定できます。

<スイッチによる周期の切り替え>
SW4を押下する毎に、周期が【128usec】￫【512usec】￫【2048usec】￫【128usec】。。。。。というふうに切り替わっていきます。

※128usec￫TIMER2のプリスケーラを、1/1にセットします。
※512usec￫TIMER2のプリスケーラを、1/4にセットします。
※2048usec￫TIMER2のプリスケーラを、1/16にセットします。

pwmOsc_v2.c

//********************************************************************** 
/*
　　＜ＰＷＭ発振ユニット＞ 
*/
//********************************************************************** 
 
#define		ON			0
#define		OFF			1
 
#define		TRUE		255
#define		FALSE		0
 
#define		SW1			&PORTA, 2
#define		SW2			&PORTA, 3
#define		SW3			&PORTA, 4
#define		SW4			&PORTA, 5
 
//********************************************************************** 
 
void	Pwm_Change_DutyEx(unsigned int duty_ratio)
{
    CCPR1L = duty_ratio >> 2;
    CCP1CON.CCP1Y = (duty_ratio & 0b0000000000000001) == 0 ? 0 : 1;
    CCP1CON.CCP1X = (duty_ratio & 0b0000000000000010) == 0 ? 0 : 1; 
}
 
//********************************************************************** 
 
static	char	buf[16];
 
void	display(short Prescale, int duty)
{
	static	double	tmp;
	//
	switch (Prescale) {
	case 0:
		Lcd_Custom_Out(2, 10, "7.81kHz");
		tmp = (256.0 * 4 * 0.000000125 * 1) * 1000000;
		WordToStr(tmp, buf);
		Lcd_Custom_Out(2, 1, &buf[1]);
		Lcd_Custom_Out(2, 5, "usec");
		break;
	case 1:
		Lcd_Custom_Out(2, 10, "1.95kHz");
		tmp = (256.0 * 4 * 0.000000125 * 4) * 1000000;
		WordToStr(tmp, buf);
		Lcd_Custom_Out(2, 1, &buf[1]);
		Lcd_Custom_Out(2, 5, "usec");
		break;
	case 2:
		Lcd_Custom_Out(2, 10, "488.3Hz");
		tmp = (256.0 * 4 * 0.000000125 * 16) * 1000000;
		WordToStr(tmp, buf);
		Lcd_Custom_Out(2, 1, &buf[1]);
		Lcd_Custom_Out(2, 5, "usec");
		break;
	}
	//
	WordToStr(duty, buf);
	Lcd_Custom_Out(1, 9, &buf[1]);
	tmp = (duty / 1024.0) * 1000;
	WordToStr(tmp, buf);
	buf[6] = 0x00;
	buf[5] = buf[4];
	buf[4] = '.';
	Lcd_Custom_Out(1, 1, &buf[1]);
	Lcd_Custom_Out(1, 6, "%");
}
 
//********************************************************************** 
 
void main()
{
	static	short	cnt, Prescale;
	static	int		duty;
	static	double	tmp;
	//
	OSCCON = 0b01110000;	//クロックを8Mhzに設定する。
	ANSEL  = 0b00000001; 	//Ａ／Ｄ変換は使用しない。 
	CMCON  = 0b00000111;	//コンパレータを使用する。 
	TRISA  = 0b11111111;	//Ｉ／Ｏポートを設定する。 
	TRISB  = 0b11111111;	//Ｉ／Ｏポートを設定する。
	//ＬＣＤの初期化 
	Lcd_Custom_Config(&PORTB,7,6,5,4,&PORTB,3,2,1);
	Lcd_Custom_Cmd(LCD_CURSOR_OFF);
	Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR);
	Lcd_Custom_Out(1, 1, "PWM OSC v2");
	for (cnt = 0; cnt < 16; cnt++) {
		Lcd_Custom_Chr(2, cnt + 1, 0xFF);
		Delay_ms(100);
	}
	Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR);
	//ＰＷＭの設定 
	Pwm_Init(1000);	// 1kHz
	PR2 = 0xFF;
	duty = 512;
	Pwm_Change_DutyEx(duty);
	Prescale = 0;
	T2CON.T2CKPS1 = 0;
	T2CON.T2CKPS0 = 0;
	Pwm_Start();
	//
	display(Prescale, duty);
	//
	while (1) {
		//Ａ／Ｄ変換データをduty値として使用する。 
		if (Button(SW1, 10, ON) == TRUE) {
			duty = Adc_Read(1);
			display(Prescale, duty);
			Pwm_Change_DutyEx(duty);
		}
		//duty値をインクリメントする 
		if (Button(SW2, 10, ON) == TRUE) {
			while (Button(SW2, 10, OFF) == FALSE)
				;
			//
			duty++;
			duty = (duty < 1024) ? duty : 0;
			display(Prescale, duty);
			Pwm_Change_DutyEx(duty);
		}
		//duty値をデクリメントする 
		if (Button(SW3, 10, ON) == TRUE) {
			while (Button(SW3, 10, OFF) == FALSE)
				;
			//
			duty--;
			duty = (duty >= 0) ? duty : 1023;
			display(Prescale, duty);
			Pwm_Change_DutyEx(duty);
		}
		//TIMER2のプリスケール値を変更する。 
		if (Button(SW4, 10, ON) == TRUE) {
			while (Button(SW4, 10, OFF) == FALSE)
				;
			//
			Prescale++;
			Prescale = (Prescale < 3) ? Prescale : 0;
			switch (Prescale) {
			case 0:
				T2CON.T2CKPS1 = 0;
				T2CON.T2CKPS0 = 0;
				break;
			case 1:
				T2CON.T2CKPS1 = 0;
				T2CON.T2CKPS0 = 1;
				break;
			case 2:
				T2CON.T2CKPS1 = 1;
				T2CON.T2CKPS0 = 0;
				break;
			}
			display(Prescale, duty);
		}
	}
}
 
//**********************************************************************

周期=128usec(7.81kHz)、デューティ=0%
LCDの左上=デューティ比率
LCDの右上=デューティ値
LCDの左下=周期(時間)
LCDの右下=周期(周波数)

周期=128usec(7.81kHz)、デューティ=0.1%

周期=128usec(7.81kHz)、デューティ=1%

周期=128usec(7.81kHz)、デューティ=10%

周期=128usec(7.81kHz)、デューティ=50%

周期=128usec(7.81kHz)、デューティ=90%

周期=128usec(7.81kHz)、デューティ=99%

周期=128usec(7.81kHz)、デューティ=99.9%

左側:周期=512usec(1.95kHz)、デューティ=50%
右側:周期=2048usec(488.3Hz)、デューティ=50%