Tema. Módulo Captura Comparación Modulación n de Achura de Pulsos. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 1

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1 Tema Módulo Captura Comparación Modulación n de Achura de Pulsos C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 1

2 Módulo de Captura/ aptura/comparación/ n/pwm Los microcontroladores de la familia 16F87X disponen de dos módulos de captura/ comparación y PWM (modulación de anchura de impulsos), denominados CCP1 y CCP2. Cada uno de dichos módulos contiene un registro de 16 bits que puede operar como: Registro de captura de 16 bits. Registro de comparación de 16 bits. Registro de control del ciclo de trabajo en la modulación de anchura de pulsos. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 2

3 Módulos CCP Ambos módulos son idénticos en su modo de funcionamiento, con la excepción del modo de disparo especial. Seguidamente damos el funcionamiento del módulo CCP1, entendiendo que CCP2 funciona igual excepto en el modo de disparo especial En las siguiente tablas, se dan los recursos e interacciones que utilizan cada uno de los módulos CCP. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 3

4 Módulos CCP Recursos: Modo CCP Captura Comparación PWM Timer utilizado Timer 1 Timer 1 Timer 2 C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 4

5 Interacciones: Modo CCPx Captura Captura Comparación PWM PWM PWM Modo CCPx Captura Comparación Comparación PWM Captura Comparación Interacción La misma base de tiempos de TMR1 El comparador debe ser configurado en el modo de disparo especial que pone a 0 TMR1 Los comparadores deben ser configurados en el modo de disparo especial que pone a 0 TMR1 Los PWM poseen la misma frecuencia y ciclo de trabajo Ninguna Ninguna 5

6 Módulo CCP1 El registro de Captura/comparación/PWM (CCP1) es de 16 bits y está compuesto de 2 registros de 8 bits cada uno: CCPR1L (byte bajo), con dirección 15h y CCPR1H (byte alto) con dirección 16h. El registro CCP1CON (dirección 17h), posee los bits de control de este módulo. El modo de disparo especial es generado cuando el contenido del TIMER1 y CCPR1 poseen el mismo valor, provocando este suceso el reset del TIMER1. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 6

7 El l Registro CCP1CON Los registros CCP1CON y CCP2CON. Son los registros de control de cada uno de los módulos CCP,y ocupan las direcciones 17h y 1Dh respectivamente. Todos los bits de estos registros, se pueden leer y escribir y su valor tras el reset es 0. x puede ser 1ó 2 C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 7

8 El l Registro CCP1CON Bits 7-67 No implementados: se leen 0 Bits 5:4 CCPxX:CCPxY CCPxY: Bits menos significativos del ciclo de trabajo en modo PWM, los 8 bits mas significativos se encuentran en CCPPRxL. No utilizados en el modo Captura No utilizados en el modo Comparación Bits 3-0 CCPxM2:CCPxM0 CCPxM0: Bits de selección de modo de trabajo del módulo. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 8

9 CCPxM3: Modo de Trabajo del Módulo Módulo CCPx desconectado reset del módulo Modo de captura con cada flanco en el pin RCy/ CCPx 0101 Modo de captura con cada flanco de 0110 Modo de captura cada 4 flancos de 0111 Modo de captura cada 16 flancos de C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 9

10 CCPxM3: xx Modo de Trabajo del Módulo Modo de comparación que activa el terminal RCy/CCPx CCPx (lo pone a 1 )) al coincidir los valores Modo de comparación que pone a 0 la patilla RCy/CCPx CCPx al coincidir los valores Modo de comparación que genera una interrupción n software (no afecta a RCy/CCPx CCPx). Modo de comparación que genera un disparo especial, diferente para cada módulo. Modo PWM C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 10

11 Módulo CCP1 en Modo Captura En este modo CCPR1H:CCPR1L capturan el valor que posee TMR1 (16 bits), cuando se produce alguno de los sucesos siguientes en el pin RC2/CCP1: Cada flanco ascendente Cada flanco descendente Cada 4 flancos de subida Cada 16 flancos de subida El tipo de evento se selecciona mediante los bits de control CCP1M3:CCP1M0 (CCP1CON<3:0>). C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 11

12 Módulo CCP1 en Modo Captura Diagrama de bloques C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 12

13 Módulo CCP1 en Modo Captura Cuando se efectúa una captura, el flag CCP1IF PIR1<2>), se pone a 1, y si está habilitada la interrupción con PIE1<CCP1IE> =1, esta se producirá. Dicha bandera debe ser puesta a 0 por software por el usuario (en la rutina de atención a la interrupción). Si se produce una captura, cuando la anterior no se ha leído, la última captura se sobreescribe sobre la que ya existía en el modulo, perdiéndose el primer valor. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 13

14 Módulo CCP1 en Modo Captura Configuración del pin CCP En el modo captura, el pin RC2/CCP1, debe ser configurado como entrada, para ello se debe poner a 1 el bit TRISC<2>. Si el pin RC2/CCP1 está configurado como salida, una escritura en el puerto puede causar una condición de captura. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 14

15 Módulo CCP1 en Modo Captura Selección del modo de trabajo del TIMER1 Cuando se trabaja en el modo captura con el CCP1, el Timer1 debe funcionar en modo temporizador o como contador síncrono, nunca en modo asíncrono. Software de Interrupción Cuando se van a cambiar las condiciones del modo captura, es conveniente desactivar el módulo CCP, para evitar falsas capturas. Se debe poner a 0 el bit mediante software. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 15

16 El Preescaler del Módulo M CCP1 El preescaler del módulo CCP tiene 4 modos de funcionamiento, que se pueden seleccionar mediante los bits CCP1M3:CCP1M0. Siempre que el módulo CCP está desconectado, o no se encuentra en modo captura, el preescaler se pone a cero. Cualquier reset pone a cero el contador del preescaler. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 16

17 El Preescaler del Módulo M CCP1 Cambiando el preescaler durante una captura, se puede generar una interrupción. Además el preescaler puede que no se encuentre a cero, con lo cual la primera captura puede generarse partiendo de un valor diferente a cero del preescaler. En el siguiente ejemplo facilitado por Microchip se da el método para modificar el preescaler en el modo captura. Este ejemplo también pone a cero el contador del preescaler y no genera una falsa interrupción. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 17

18 El Preescaler del Módulo M CCP1 CHANGING BETWEEN CAPTURE PRESCALERS CLRF MOVLW MOVWF módulo CCP1CON ; desactiva el ; módulo CCP NEW_CAPT_PS ; Carga W con el nuevo ;preescaler CCP1CON ; Carga el valor en CCP1CON ;y pon en marcha el C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 18

19 El Preescaler del Módulo M CCP1 Una aplicación del modo de captura es la medición de intervalos de tiempo que existen entre los impulsos que llegan al pin RC2/CCP1 que deberá estar configurada como entrada. Ej. Aplicación como frecuencímetro, encoder etc.. El timer1 trabajará como reloj (temporizador) C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 19

20 Módulo CCP1 en Modo Comparación En el modo comparación, los 16 bits del registro CCPR1 son constantemente comparados con el contenido de los registros de TMR1. Cuando se produce una igualdad, en el pin RC2/CCP, que debe estar configurado como salida, se puede provocar alguna de las siguientes acciones: Llevarlo a nivel alto Pasarlo a nivel bajo No cambiar su estado, pero se provoca una interrupción. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 20

21 Módulo CCP1 en Modo Comparacion La acción que se lleva a cabo depende del valor de los bits de control CCP1M3:CCP1M0 (CCP1CON<3:0>). bits CCP1M3:CCP1M0. Además cuando se produce la igualdad, entre los registros, el flag de interrupción CCP1IF se pone a 1. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 21

22 Diagrama de Bloques del Módulo M en Modo Comparación C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 22

23 Módulo CCP1 en Modo Comparación Configuración n del pin CCP El usuario debe configurar el pin RC2/CCP1 como salida, poniendo a 0 el bit TRISC<2>. Nota: Poniendo a 0 el registro CCP1CON, se fuerza a que la salida del comparador (RC2/CCP1), sea un nivel bajo (valor por defecto). Este no es el valor que existe en el pin del puerto C. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 23

24 Módulo CCP1 en Modo Comparación Modo de trabaja del TIMER1 El Timer1 debe estar configurado en modo temporizador o contador sincronizado, nunca en modo en contador asíncrono. Modo de Interrupción n por Software Cuando está seleccionado el modo de interrupción por software, el PIN CCP1 no se modifica, mientras que el bit CCPIF es puesto a 1, y se provoca una interrupción si esta se encuentra permitida. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 24

25 Módulo CCP1 en Modo Comparación Disparo por evento Especial En este modo de trabajo, el módulo CCP1 pone a cero el par de registros de TMR1, y el CCPR1 funciona como un registro de 16 bits, con periodo programable, capaz de provocar periódicamente interrupciones. En el modo especial de disparo CCP2, resetea el par de registros de TMR1, e inicia una conversión A/D (si el módulo conversor A/D está habilitado). C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 25

26 Módulo CCP1 en Modo Modulación de Anchura de Pulsos PWM En el modo de modulación de anchura de pulsos, el pin CCPx produce pulsos de nivel alto con anchura variable, y una resolución variable de 10 bits. Ya que el pin CCPx está multiplexado en el puerto C, se debe poner a cero el bit TRISC<2> para hacer que el pin CCP1 esté configurado como salida. Nota: Poniendo a 0 el registro CCP1CON, se fuerza a que la salida del pin CCP1, sea un nivel bajo (valor por defecto). C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 26

27 Diagrama de bloques del PWM C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 27

28 Funcionamiento del Módulo M PWM Nota_1: Los 8 bits de del TMR2 se concatenan con los 2 bits Q del reloj interno o con los 2 bits del preescaler para crear una base de tiempos de 10 bits. Cuando el valor almacenado en el registro PR2 coincide con el valor de los 8 bits de mayor peso de TMR2,el comparador de abajo lo detecta, con lo que: Se borra el TMR2. El biestable se setea y la salida pasa a valer 1. El contenido de CCPR1L se copia en CCPR1H (este es el valor que determinará la anchura del pulso). 28

29 Funcionamiento del Módulo M PWM A partir de este instante, TMR2 comienza de nuevo a incrementarse, comparándose continuamente con el valor de CCPR1H (mediante el comparador de de arriba), en el momento en que ambos coinciden, se producen los siguientes hechos: * El biestable se resetea, y la salida pasa a 0. * Se repite la secuencia. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 29

30 Periodo PWM La salida PWM, que se obtiene en RC2/CCP1, posee un tiempo-base (periodo) y un tiempo en que la salida esta a nivel alto (ciclo de trabajo). La frecuencia de PWM es la inversa del periodo (1/periodo). C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 30

31 Periodo PWM El periodo se puede calcular mediante la siguiente expresión: T de PWM = [(PR2) + 1] 4 TOSC (valor del predivisor de TMR2) Nota: El postescaler del Timer2 no se utiliza para calcular el periodo de PWM. El postescaler could be used to have a servo update rate at a different frequency than the PWM output. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 31

32 Ciclo de Trabajo de PWM El tiempo que el pin se encuentra a nivel alto, depende del valor cargado en CCPR1L y de los bits 5 y 4 de CCP1CON y su valor viene dado por la fórmula: Ciclo de trabajo PWM =(CCPR1L:CCP1CON<5:4>) TOSC (valor del predivisor de TMR2) CCPR1L y CCP1CON<5:4> pueden ser escritos en cualquier momento, ya que su valor solo es copiado en CCPR1H hasta que se produce una igualdad entre PR2 y TMR2. En el modo PWM, CCPR1H solo puede ser leído. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 32

33 Resolución n de PWM La máxima resolución en número de bits para PWM viene dado por la fórmula: Nota: Si el ciclo de trabajo de PWM, es mayor que el periodo de PWM, el pin CCP1 nunca será reseteado C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 33

34 Programación n para Modo PWM Secuencia para la programación del modo PWM 1. Escribir en el registro PR2 el valor para el periodo calculado. 2. Escribir en el registro CCPR1L y en los bits CCP1CON<5:4>, el valor que fija el ciclo de trabajo. 3. Hacer que el pin CCP1 sea una salida, poniendo a 0 el bit TRISC<2> 4. Inicializar el preescaler de TMR2 y habilitar el Timer2, escribiendo en T2CON. 5. Configurar el módulo CCP1 module para PWM. C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 34

35 Registros Asociados al Módulo M CCPM C. F. G.S. D.P.E. Módulo de Proyectos 35