Prejšnji mesec smo spoznali časovnik Timer1 in videli kako je z njim mogoče natančno določiti časovni interval, oziroma oblikovati pravokotni signal določene frekvence. V prvem primeru smo stanje časovnika preverjali v programu, v drugem primeru pa je enkrat nastavljen časovnik oblikoval pravokotni signal določene frekvence neodvisno od programskega toka.
Tudi sicer so časovniki zelo zmogljiva vezja, zato bi bila velika škoda, če ne bi izkoristili priložnosti in spoznali še nekaterih njihovih možnosti. Mikrokontroler ATtiny2313, ki ga uporabljamo v razvojnem sistemu MikroPin, ima vgrajen še en časovnik, namreč Timer0. Oba časovnika imata zelo podobne lastnosti, glavna razlika med njima pa je ta, da je časovnik Timer1 16-bitni (lahko šteje v intervalu od 0 do 65535), časovnik Timer0 pa je 8-bitni (lahko šteje le v intervalu od 0 do 255). Skladno s tem so vsi pripadajoči registri teh dveh časovnikov 16- oziroma 8-bitni.
Slika 19 prikazuje izhoda časovnikov Timer0 (OC0A in OC0B) in Timer1 (OC1A in OC1B) pri mikrokontrolerju ATtiny2313. Na isti sliki je prikazana tudi poenostavljena shema MikroPin-a, iz katere je razvidno, kako smo te izhode uporabili. Če je kratkostičnik J2 sklenjen, je OC1A povezan na piezo-zvočnik X2. Takšno vezavo smo uporabili že v prejšnjem članku za generiranje zvočnih signalov. OC0B časovnika Timer0 je povezan na rdeči segment dvobarvne LED diode D9, kar bomo lahko uporabili za vizualni prikaz še enega izmed mogočih načinov delovanja časovnika: pulzno-širinske modulacije. Ostali izhodi pri MikroPinu niso uporabljeni na nek poseben način. Ob tem lahko omenimo le še to, da so vsi priključki PB vrat prav tako dostopni na PB konektorju, tako da lahko izhode OC0A, OC1A in OC1B po potrebi uporabite tudi prek njega.
Pulzno-širinska modulacija
Princip delovanja pulzno-širinske modulacije je prikazan na sliki 20. Impulzi na treh risbah na sredini imajo enako frekvenco (časovni interval T med naraščajočimi robovi sosednih impulzov je konstanten), vendar se jim spreminja trajanje, oziroma „širina“ tc. Zgornja in spodnja slika prikazujeta skrajna primera, ko je tc = 0 (impulza sploh ni) in ko je tc = T (impulzi so se „združili“ v enosmerno napetost. Višina rdečega stolpca na levem robu vsake risbe prikazuje srednjo vrednost napetosti, ki jo povzroči posamezni niz impulzov: daljše je trajanje impulzov, večja bo srednja vrednost. V skrajnih primerih bosta srednji vrednosti napetosti 0 in 5 V.
Rdeči segment LED diode D9 je priključen na pin PD5 (OC0B) in z njegovo pomočjo lahko vizualiziramo efekte pulzno-širinske modulacije. Tok skozi diodo je z uporom R15 omejen na okrog 6 mA in teče le takrat, kadar je priključek PD5 v stanju logične „enke“, torej takrat, ko je na njem napetost 5 V. Če se napetost na tem priključku v nekem ritmu spreminja, na primer takrat, ko so na njem impulzi podobni tistim na sliki 20, se bo dioda D9 izmenično prižigala in ugašala. Če je frekvenca impulzov dovolj visoka, oko tega utripanja ne more več zaznati in utripanje se bo zlilo v enakomerno rdečo svetlobo, katere jakost je premo sorazmerna širini impulzov. Tako dobimo možnost, da na „digitalni način“ vplivamo na neko analogno veličino, kot je jakost svetlobe:
- dokler impulzov ni (prva risba zgoraj), tok skozi diodo ne teče in ta ne sveti,
- pri kratkih impulzih z dolgimi pavzami bo jakost svetlobe šibka (druga risba od zgoraj),
- pri enako dolgih impulzih in pavzah bo jakost svetlobe srednja (tretja risba od zgoraj),
- pri dolgih impulzih in kratkih pavzah bo jakost svetlobe močnejša (četrta risba),
- pri neprekinjeni napetosti (spodnja risba) bo dioda svetila s polno močjo.
Kako pulzno-širinsko modulacijo praktično dosežemo, bomo spoznali v naslednjem primeru. Jakost svetlobe rdečega segmenta LED diode D9 spreminjamo od najmanjše do največje, potem pa spet proti najmanjši. Pri tem bomo uporabili dve spremenljivki, Jakost in I:
Dim Jakost As Byte , I As Byte
Postavitev elementov in prevezave
MikroPin, razvojni sistem za 13 € (4)
