Mikrodenetleyiciler - çıkış durumları sabit mi yoksa çoğullanmış mı?

PWM açıkça bilgi işlem kaynakları gerektirir (ve bu nedenle diğer süreçlerle aynı anda yapılamaz), ancak bir pimi çıkış 5V veya 0V olarak ayarlayacak olsaydım, bu durumlar sabit mi kalıyor yoksa mikrodenetleyici diğer süreçlerde çalıştıkça tekrar tekrar "yenileniyorlar mı?" ?

Bu metinde açıklamak zor, bu yüzden soruma bir benzetme düşündüm. Elimde bir bardak olduğunu hayal et ve masanın üzerine koymam talimatı verildi. Sonra bir sandalyeye oturmam talimatı verildi.

Masanın üzerindeki cam bir durumdur. Camı masanın üzerinde bırakıyor muyum, yoksa tekrar alıp oturuyorum ve çok hızlı bir şekilde tekrarlıyorum, böylece camın masadan çıkarıldığını fark etmiyor musunuz?

Veya daha basit bir şekilde, eğer bir durum değişikliği açıkça programlamazsanız, mikrodenetleyici pinlerini durumu hakkında "unutur" mu?

Umarım bunu mümkün olduğunca kafa karıştırıcı yaptım.

Soruyu yorumlama şeklimin PWM ile bir ilgisi yok, eğer temelden uzaktaysam özür dilerim, ama bunu sadece bir örnek olarak kullandığınız gibi görünüyor.

Hemen hemen her tür mikrodenetleyici ve G / Ç'li cihazlar çıkış devrelerini çalıştırmak için bir mandal / FF kullanır. Bunun anlamı, bir durum belirlediğinizde o durumda kalır. Durumlarında kalmak için çıktı istatistiklerinin sürekli olarak "yenilenmesi" gereken DRAM gibi değildir.

Cam örneğinizle, camı tekrar tekrar masanın üzerine alıp yere indirecek herhangi bir donanım görmedim. Camı sadece masaya koyar ve devlet değişikliği talep edilinceye kadar orada bırakırdı.

PWM'ye geri dönme (aslında PWM hakkında soru sormanız durumunda). İster bitbang ister mikro denetleyicinizin belirttiği diğer mesajlar gibi özel donanımları olsun, G / Ç bloğuna yalnızca çalışan kod veya PWM çevre birimi tarafından bir durum değişikliği istendiğinde erişilir ve değiştirilir.

Mikrodenetleyici çıkışları yenilemek zorunda değildir. Bir kez kurulduktan sonra durumlarını süresiz olarak tutarlar (güç kesilene kadar). Eski işlemcilerde işlemcinin durumunu korumak için saat gerekliyken, bugünün işlemcileri tamamen statik olarak adlandırılan şeydir. Bu, saatin gerçekten durdurulabileceği ve her şeyin mevcut durumunda kalacağı anlamına gelir. Çünkü tüm kayıtlar (I / O dahil) parmak arası terlik kullanılarak yapılır.

Çoğu modern mikrodenetleyici, PWM ile ilgilenen özel bir donanım PWM çevre birimine sahiptir, çok kaba bir benzetme şunlar olabilir:

İşlemci çekirdeği, çevre birimine şunları söyler: "aksini söyleyene kadar bu pimi 10kHz ve% 50 görev döngüsünde değiştirin". O zaman çekirdek başka şeyler yapmakta serbesttir. Bir kesinti ayarlayabilir, yani çevre biriminden ilgilenilen bir şey olduğunda bunu söylemesini isteyebilirsiniz.
Çekirdeği "patron" ve çevre birimleri uzman işçi olarak düşünebilirsiniz. Çekirdek tüm programı yönetir (her bir talimatı okur ve ona göre hareket eder) ve çevre birimlerinden çeşitli görevleri yapmalarını ve tamamladıklarında bunu bilgilendirmelerini ister.

Analojinizde, sanki başka bir kişi camı tutuyor gibi, sandalyeye oturmakta özgürken masaya yerleştirmelerini söylersiniz.

Mikro özel bir çevre birimine sahip olmasaydı, bunu "manüel olarak" (yani kendisi) yapmalı ve pimler arasındaki geçişi ve zamanlamayı takip etmelidir. Bu, basit bir çevre birimi tarafından kolayca ele alınabilen oldukça önemli şeylere adanmış birçok döngü anlamına gelir.

İşte popüler bir 8 bit mikrodenetleyici PIC16F690'ın düzeninin bir diyagramı . Altta bulunan çevre birimlerine dikkat edin:

Tam olarak geçerli olmayan bazı varsayımlar yapıyorsunuz. Ayrıca, evet, soruyu mümkün olduğunca kafa karıştırıcı yaptınız. Ciddi anlamda.

PWM diğer işlemlerle aynı anda yapılabilir. Yazılımda yapılırsa, bir GPIO pininde PWM sinyali oluşturmak için zamanlayıcı kesintilerini kullanırsınız. Diğer kesintiler de olabilir ve ana süreç ilgisiz şeyler yapmaktır. Ayrıca, birçok MCU, PWM'yi doğrudan zamanlayıcı çevre biriminde yapabilir ve MCU'yu başka şeyler yapmak için serbest bırakır.

I / O Pinlerine gelince, bunlar çoğullanır. Ama nasıl çoğullandıklarını kontrol ediyorsunuz, bu gerçekten bir sorun değil.

Mikrodenetleyicilerdeki G / Ç pinlerinin çoğu çok işlevlidir, ancak bunları çoğullamalı olarak adlandırmazdım.

Örneğin, bir AVR üzerindeki birkaç pim dijital giriş, dijital çıkış veya analog giriş olarak kullanılabilir. Normalde, program başlatmanın bir parçası olarak istenen işlevi seçer ve daha sonra değiştirmezsiniz (aynı sinyali görüntülemek için bir analog girişi dijital girişe değiştirmenin bir nedenini görebilirim.)

Dijital çıkışlar için, pinler çıkış olarak ayarlandığında, işlemcinin kendilerine yazdığı son değeri tutarlar - periyodik olarak "yenilemeye" gerek yoktur.

Mikrodenetleyici donanım PWM çevre birimine basit bir örnekte 8 bitlik bir dijital karşılaştırıcıya 8 bitlik bir sayaç bağlanabilir. Mikrodenetleyici, karşılaştırıcıya bir sayı yükleyecek ve sayacı sistem saati veya bunun önceden belirlenmiş bölünmüş bir versiyonu ile artıracaktır. sayaç daha sonra 0 ila 255 arasında sayılır ve tekrar tekrar sıfıra geri sayar. Karşılaştırıcı, sayaç değerinin karşılaştırıcı değerinden büyük veya küçük olduğunu belirten bir çıktıya sahip olacaktır. Bu PWM çıkışı olur. PWM süresi sayacın bir sayım döngüsünü tamamlaması için ne kadar zaman alacağı ve görev döngüsü toplam sayımın hangi bölümünün karşılaştırıcı değeri ile temsil edildiği olacaktır. Mikrodenetleyici kodunun, donanımın başlangıçta ayarlanması ve bir pwm değişikliği istendiğinde karşılaştırıcı verilerinin değiştirilmesi dışında hiçbir şeyi olmayacaktır. PWM, işlemci dikkati çekmeden sürekli bir PWM darbeleri akışı üretecektir.