Lezione 20. Lezione 20. Modulazione PWM. Modulazione PWM. Modulazione PWM. Modulazione PWM + - Materiale di riferimento. Sommario

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1 Sommario Lezione 2. Esempi di applicazione. Esempi di modulaori PWM. Configurazione dei modulaori PWM. Sincronizzazione con il converiore A/D. Sviluppo di una semplice applicazione con il mc LP2129. Lezione 2 Maeriale di riferimeno 1. Daashee del microconrollore Philips LPC2129, disponibile sul sio web del corso in formao pdf. 2. Daashee del DSP ADMC41, disponibile sul sio web del corso in formao pdf. 3. Daashee del microconrollore PIC18Fxxx, disponibile sul sio web del corso in formao pdf. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 1 Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 2 Si raa di una ecnica che permee di rasmeere l informazione associaa ad un segnale dao, che viene deo segnale modulane. Nella rasmissione ramie modulazione PWM si usa come supporo un segnale a onda quadra, di frequenza e ampiezza fissae, nel quale la larghezza, ovvero la duraa degli impulsi, è proporzionale al livello del segnale modulane. Nel processo di rasmissione è spesso implicia una considerevole amplificazione di poenza. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 3 Segnale modulane V* Modulaore PWM + - Segnale porane (onda ringolare) Conrollo del empo moro Logica di comando degli inerruori C S1 C S2 +E/2 -E/2 Schema semplificao di un modulaore PWM analogico. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 4 V Lo sadio di uscia funge da buffer, nel senso che la ensione V riproduce lo sao logico del comparaore di ingresso, che confrona coninuamene segnale porane e segnale modulane. uavia, i livelli di ensione ± E/2, sono di norma assai maggiori di quelli logici in uscia al comparaore (possono arrivare a ceninaia di Vol). Nel caso di segnale modulane cosane, l uscia è un segnale a onda quadra, cosane nel empo in ue le sue caraerisiche. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 5 V* +E/2 -E/2 -½ V p <V*< ½ V p V() 1 = δ 2 = (1-δ) Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 6 V p 1

2 Nel periodo (periodo di modulazione), si susseguono i due inervalli: 1,in cui V()=+E/2 e 2, in cui v()=-e/2. La frazione di periodo δ = 1 /, che corrisponde all inervallo di ensione di uscia posiiva, i.e. quando l inerruore superiore S 1 è chiuso, viene usualmene indicaa con la denominazione inglese duy-cycle. Si vede poi che la media della ensione V, nel periodo, è pari a: V med = (δ - 1/2) E = E (V*/V p ) Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 7 L informazione rasporaa dal segnale V* (associaa alla sua ampiezza) si è rasferia nella media del segnale V, che è ad essa proporzionale. Variando la duraa 1 dell impulso posiivo ra e, che equivale a variare δ da a 1, si varia infai, in modo proporzionale, il valore della ensione media V med da -E/2 a +E/2. Di conseguenza, la poenza associaa al segnale V può essere noevolmene maggiore di quella associaa al segnale V*. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 8 Modulazioni PFM, Dela, ec Vi sono alri meodi di modulazione nei quali, olre a variare la duraa 1 dell impulso posiivo, si varia anche la disanza ra un impulso posiivo e l alro. In alri casi si maniene cosane 1 e si varia. Si parla allora di Pulse Frequency Modulaion, Random Modulaion, Pulse Densiy Modulaion o Modulazione Dela. I vari meodi differiscono per i differeni crieri di scela di e 1 in funzione della ensione media volua. Quesi meodi hanno uavia un uso abbasanza limiao. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 9 Nauralmene, non è necessario che il segnale V* sia cosane nel empo. I casi di maggiore ineresse prevedono infai un segnale V* variabile nel empo. Supponiamo che il segnale V* sia comunque lenamene variabile rispeo a. In queso caso, l operazione di media sul periodo del segnale di uscia V ha ancora significao. Possiamo quindi dire che: V med () = (δ() - 1/2) E = E (V*()/V p ) Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 1 +E/2 -E/2 V() V* V med v() v 1 v 2 v 3 v 4 V med Componeni armoniche della forma d onda PWM (δ =.3 = cosane). Il valore medio coniene l informazione uile, il rimanene conenuo sperale è facilmene separabile. L andameno della ensione media V med segue quello del segnale modulane V*. v s13 Risulane delle prime 13 componeni Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 11 Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione

3 ½E V 1 V f 1 f 1=1/ Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 13 Componeni armoniche della forma d onda PWM nel caso di modulane sinusoidale. La riga sperale compare inorno ai mulipli ineri della frequenza porane (inclusa la frequenza ). Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 14 Il processo di modulazione PWM compora una disorsione molo consisene del segnale (si raa in effei di una operazione non lineare). uavia, la disorsione inrodoa presena una caraerisica disribuzione in frequenza, che permee di recuperare l informazione associaa al segnale modulane in modo molo semplice (demodulazione). E infai sufficiene filrare le componeni armoniche della frequenza porane. Il residuo è lo spero del segnale modulane. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 15 La demodulazione funziona ano meglio, garanendo una minore disorsione residua, quano più è elevao il rapporo ra la frequenza porane e la massima frequenza del segnale modulane. Per quesa ragione, le frequenze dei segnali PWM endono ad essere relaivamene elevae. Ciò consene di usare semplici filri passabasso per realizzare il demodulaore. In alcuni casi il demodulaore può addiriura non essere necessario. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 16 V* Sfasameno dovuo al filro demodulaore V demod V med Il segnale demodulao può conenere un ripple residuo alla frequenza della PWM. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 17 digiale È possibile realizzare un modulaore PWM anche ricorrendo a circuii digiali. In queso caso il segnale porane è sosiuio da un conaore binario e l azione del comparaore viene svola da un circuio di compare. La frequenza del coneggio è pari alla frequenza della porane moliplicaa per 2 n, dove n è il numero di bi del conaore. Per quesa ragione non è facile disporre di modulaori digiali ad elevaa risoluzione e, nello sesso empo, elevaa frequenza di modulazione. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione

4 digiale coneggi del imer Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 19 Impulsi generai IRQ del imer valore di compare Uso del imer in modalià compare per generazione di un segnale PWM. Gli impulsi generai sono asimmerici rispeo al periodo di modulazione. digiale In quesa modalià, il valore del regisro di compare assume il significao di duy-cycle. Il suo valore, rapporao al fondo scala del coneggio, rappresena infai la frazione del periodo di modulazione nella quale il segnale di uscia rimane alo (come nel caso analogico). Nauralmene, se fosse richiesa amplificazione, il segnale di uscia del imer dovrà essere inviao ad un opporuno buffer realizzao esernamene al mc (o DSP). Il modulaore digiale inroduce però un cero riardo di risposa (discusso più avani). Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 2 digiale In alcune applicazioni (e.g. conrollo di converiori a commuazione) è imporane che il segnale a onda quadra del modulaore sia simmerico rispeo al semiperiodo, i.e. ogni impulso deve apparire cenrao nel periodo di modulazione. Alcuni modulaori PWM preseni a bordo di mc e DSP consenono quesa modalià di funzionameno (dea appuno PWM simmerica). In alcuni è anche possibile aggiornare il valore del duy-cycle ogni semiperiodo. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 21 digiale coneggi del imer Uso del imer come modulaore PWM. Gli impulsi generai sono simmerici rispeo al periodo di modulazione. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 22 Impulsi generai IRQ del imer valore di compare digiale Esisono anche modalià più sofisicae per la realizzazione del modulaore PWM. Ad esempio i modulaori dei veoriali (SVM: space vecor modulaor), sono pensai per applicazioni molo specifiche e di grande rilevanza indusriale, i.e. per il conrollo di converiori a commuazione rifase (raddrizzaori e inveriori di poenza). Su quesi sisemi si basa a sua vola il conrollo degli azionameni elerici e di alri apparai eleronici di poenza (UPS, filri aivi, raddrizzaori ad alo PF ) Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 23 PWM: risposa dinamica Un problema di grande rilevanza per l uso del modulaore PWM è il suo empo di risposa. I modulaori digiali, diversamene da quelli analogici, rispondono con riardo alle variazioni del segnale modulane. Queso è, di fao, campionao alla frequenza di modulazione e, nell inervallo di empo ra due campioni successivi, è sempre cosane. Volendo cambiare il segnale modulane in un isane qualunque, nel caso peggiore, sarebbe necessario aendere un empo pari a un periodo di modulazione, prima di poerlo fare. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione

5 PWM: risposa dinamica Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 25 Subio dopo l inizio del periodo, un eveno eserno richiede la riduzione del duy-cycle. Il sisema risponde con un riardo R di (quasi) un periodo. R Si può avere un riardo pari, al massimo, ad un periodo di modulazione. Nei modulaori in cui è permesso l aggiornameno del duy-cycle ogni semiperiodo, il riardo massimo si riduce a meà (ecco perché esisono). Applicazioni della PWM Al di fuori delle applicazioni in eleronica di poenza nel conrollo di converiori a commuazione (SMPS), i modulaori PWM rovano impiego anche nella amplificazione dei segnali audio (amplificaori in classe D) e nella realizzazione di converiori D/A. Solo nell ulimo caso la demodulazione avviene in un circuio realizzao solo a queso scopo. Nel caso degli SMPS e degli amplificaori audio la demodulazione avviene in uo o in pare nel sisema sesso, che ha caraerisiche inrinsecamene passa-basso. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 26 Conrollo PWM di un inverer V dc /2 V dc /2 O L V C = 1 μf, R =.1 Ω, L = 2 mh V dc = 4 V, f sw = 1 khz Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 27 R mc Nodo di uscia a ensione V C I Load Conrollo PWM di un inverer Il converiore di poenza (deo inverer) è piloao da un modulaore PWM. Agisce come un buffer di ensione, con grande guadagno di poenza. La pare passiva del sisema cosiuisce il demodulaore (è un passa-basso di ordine 2). Sulla capacià C si viene a formare una ensione pari al valore medio della ensione prodoa dal inverer nel puno O, più un cero ripple sovrapposo. La ensione (e anche la correne) di uscia si può conrollare a caena chiusa. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 28 Conrollo PWM di un inverer In queso caso, il mc può realizzare il sisema di conrollo in queso modo: V* mc riferimeno inerno (cosane o variabile) + V regolaore PWM PID - comandi per gli dal converiore inerruori A/D segnale modulane (valori del duy-cycle) Nauralmene, il regolaore PID è un algorimo che calcola i valori del duy-cycle per il PWM. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 29 Esempi di modulaori PWM 6 canali di uscia Modulaore PWM del DSP ADMC41. Il modulaore è rifase, e permee ue la modalià di operazione più comuni (asimmerica, simmerica, double updae, veoriale). Alla frequenza di 5 khz e in modalià simmerica consene una risoluzione sul valore del duy-cycle di 8 bi (@26MHz). Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 3 5

6 Esempi di modulaori PWM Modulaore PWM del mc PIC18F452. Il modulaore è bifase, e permee solo la modalià asimmerica. Il conaore presena 1 bi. La risoluzione in bi per una fissaa frequenza di PWM è però pari a: Log 1 f clk f PWM Log 1 (2) bi Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 31 Esempi di modulaori PWM 6 canali di uscia Modulaore PWM del mc LP2129. Il modulaore è rifase, ma permee solo la modalià asimmerica (con single o double updae). Alla frequenza di 4 khz consene una risoluzione sul duycycle appena superiore a 8 bi (per una frequenza di clock di 12MHz). Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 32 Configurazione dei PWM raandosi in sosanza di un conaore, il modulaore PWM si configura in modo molo simile ad un imer. Il primo paramero da scegliere è la frequenza di modulazione. Se quesa non è fissaa dalle specifiche del progeo, conviene che sia la più elevaa possibile, per rendere meno complicaa la demodulazione del segnale. Bisogna però fare aenzione alla risoluzione risulane per il valore del duy-cycle. Se quesa scende al di soo degli 8 bi, possono emergere cicli limie. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 33 Configurazione dei PWM La frequenza desideraa si oiene poi imposando un opporuno faore di divisione sul prescaler che è sempre presene, in modo da abbassare la frequenza di coneggio rispeo alla frequenza del clock di sisema. Normalmene sono richiesi faori di riduzione abbasanza elevai, dovendo abbassare la frequenza di lavoro da valori dell ordine del MHz a valori dell ordine del khz. La risoluzione sul duy-cycle è inversamene legaa al valore in coneggi del periodo di modulazione. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 34 Configurazione dei PWM I valori della frequenza di modulazione non superano, di solio, i 5 khz. La configurazione si complea fissando, quando possibile, la modalià di funzionameno del modulaore (simmerica, asimmerica) e il numero di uscie (uscia singola o doppia). Infine, è necessario predisporre il sisema delle inerruzioni in modo che la IR generaa dal modulaore PWM sia servia. La ISR ha il compio di aggiornare il valore del duy-cycle per il periodo successivo a quello correne ( riardo di risposa). Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 35 Configurazione dei PWM Nel caso di conrollo a caena chiusa di un sisema piloao ramie PWM, si pone il problema della scela sia della frequenza di campionameno che di quella di modulazione. Le due non possono essere scele in modo indipendene l una dall alra. Infai, a causa del riardo di risposa implicio nella PWM realizzaa con mezzi digiali, la dinamica del sisema soo conrollo viene rallenaa in modo significaivo. Il campionameno delle variabili deve enere cono di queso problema. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione

7 Sincronizzazione PWM/ADC Il conrollo digiale dovrà essere quindi limiao in banda ben al di soo della frequenza di modulazione, alrimeni si può incorrere in fenomeni di insabilià dovui al riardo di risposa del modulaore. D alra pare, si ende ad avere la frequenza di campionameno più ala possibile, per massimizzare le presazioni del sisema di conrollo. Una scela comune è quindi quella di porre le due frequenze allo sesso valore. Si pone però un serio problema di aliasing. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 37 Sincronizzazione PWM/ADC Le variabili campionae in un sisema conrollao ramie PWM presenano sempre componeni armoniche alla frequenza di modulazione e muliple. Il campionameno di quese variabili ad una frequenza pari alla frequenza di modulazione viola quindi il eorema di Shannon. L errore di aliasing che si produce risula però, in queso caso, molo conveniene. In effei ci permee di esrarre direamene i valori medi delle grandezze di ineresse, operandone impliciamene la demodulazione. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 38 Sincronizzazione PWM/ADC Senza sincronizzazione Segnale da acquisire -E/2 Con sincronizzazione Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 39 Segnale campionao E/2 Sincronizzazione PWM/ADC La figura precedene mosra che, se il campionameno viene effeuao sempre nello sesso momeno all inerno del periodo di modulazione, allora la variabile campionaa è priva di ripple residuo. Queso risulao si oiene sincronizzando il processo di campionameno e quello di conversione. Scegliendo poi in modo inelligene l isane del periodo di modulazione in cui campionare, si può addiriura esrarre il valore medio della grandezza campionaa. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 4 Esempio di applicazione Supponiamo di dover variare la emperaura di un elemeno riscaldane (i.e. una resisenza), regolando con un comando elerico l enià della poenza che quesa dissipa. Supponiamo di avere a disposizione il nosro mc preferio, ovvero il Philips LP2129, e di poerlo far funzionare alla frequenza di clock di 12 MHz. Vogliamo allora progeare un sisema di regolazione, basao sul mc, che ci permea di raggiungere il risulao desiderao. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 41 Definizione del problema R = 2 Ω S V CC = 2 V i R Segnale PWM dal mc Un semplice modo di oenere il risulao desiderao è conrollare in modalià PWM la poenza elerica media che ineressa il resisore R, ponendo in serie ad esso un inerruore S. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione

8 Definizione del problema Valuiamo la poenza media sulla resisenza P = 1 p() d = 2 V CC R δ Quesa risula proporzionale al duy-cycle della modulazione PWM. La nosra ipoesi di realizzazione si presa quindi a risolvere il problema poso. Si raerà allora di acquisire con il mc un segnale di reroazione in emperaura, un riferimeno e regolare opporunamene il duy-cycle per rendere uguali i due segnali. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione kω Definizione del problema V DD = 3.3 V <V in <3.3 V All ADC del mc 47 kω 1 nf Il riferimeno può essere fornio ricorrendo ad un semplice pariore resisivo, realizzao con un poenziomero. La ensione di alimenazione può essere quella del mc sesso. In queso modo non si pone il problema di adaare il segnale. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 44 Definizione del problema Sensore di emperaura V DD = 3.3 V <V h <3.3 V 1 nf All ADC del mc Il segnale di reroazione proviene da un sensore di emperaura inegrao. Il faore di rasduzione è pari a.33v/ C. Anche in queso caso, non abbiamo il problema di adaare il segnale al converiore A/D. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 45 Scele di progeo Dobbiamo scegliere per prima cosa le frequenze di campionameno e di modulazione (uguali ra loro) alle quali far lavorare il regolaore. La scela va faa, nauralmene, prendendo in considerazione le caraerisiche del processo dinamico che si vuole conrollare. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 46 Scele di progeo Il comporameno dinamico del nosro sisema dipende dalle caraerisiche fisiche del resisore. Poendo queso dissipare fino a 2 W, avrà sicuramene dimensioni abbasanza grandi e una cosane di empo ermica ceramene non rascurabile. Supponiamo, per esempio, di oenere un regime sazionario, in risposa ad un gradino di poenza, in un empo dell ordine di 3 s, corrispondene a una resisenza ermica R h = 5 C/W e ad una capacià ermica C h = 1.2 J/ C. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 47 Scele di progeo Con quese velocià di risposa da pare del sisema non ha sicuramene senso acquisire i segnali di conrollo ad alissima velocià. Una frequenza di campionameno dell ordine di pochi Hz può essere più che sufficiene. Supponiamo quindi di campionare il segnale di conrollo alla frequenza di 5 Hz. L aggiornameno del duy cycle può poi essere fao alla sessa frequenza. Si configura così la sruura del programma di conrollo del nosro sisema. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione

9 Algorimo di conrollo Dao che il conrollo del duy-cycle è per noi l unica aivià del mc, possiamo organizzare l algorimo in modo molo semplice, abiliando una sola sorgene di inerruzioni. Ad esempio, possiamo fare in modo che, all inizio di ogni periodo di modulazione, il PWM aivi una IR. All inerno della ISR corrispondene provvederemo sia alla conversione dei dai che all aggiornameno del duy-cycle per il periodo di modulazione successivo. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 49 Algorimo di conrollo Inizializzazione Programma loop: nop jmp loop ISR_PWM PWM: re Il programma, dopo una fase di inizializzazione di variabili, regisri, periferiche ec., enra in un ciclo infinio di aesa. rouine che aggiorna il valore del duy-cycle del segnale PWM. La ISR del PWM aiverà il converiore A/D per una conversione single-sho e si porrà in aesa dei dai. Poi aggiornerà il valore del duy-cycle. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 5 Regolaore PI In prima approssimazione, possiamo schemaizzare il nosro sisema ermico secondo il seguene modello elerico equivalene: P el R h = 5 C/W C h = 1.2 J/ C + R h C h Δ - Δ: salo di emperaura (rispeo all ambiene) P el : poenza elerica inieaa Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 51 Regolaore PI Il modello fornisce il legame dinamico ra l ingresso del sisema, i.e. la poenza elerica fornia (proporzionale al duy-cycle dell inerruore) e la variabile conrollaa, i.e. la emperaura. Su di esso può essere quindi basao il progeo del regolaore. raandosi di un sisema del primo ordine, un regolaore proporzionale-inegrale (PI) appare del uo idoneo a soddisfare le richiese di sabilià e risposa dinamica. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 52 Configurazione del mc A queso puno, possiamo procedere alla scriura della rouine del PI, che elaborerà l errore di emperaura. Volendo sfruare ua la risoluzione dell arimeica, conviene lavorare con grandezze normalizzae a 16 bi (o Q15). Su ale risoluzione dovrà basarsi la normalizzazione dei guadagni del PI e del dao converio dall ADC. Queso è poso sui 1 bi ADDR[15:6] quindi deve essere shifao a desra in modo opporuno per allinearlo con i guadagni del PI. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 53 Configurazione del mc In caso di normalizzazione senza segno, il dao converio risula invece già allineao. In ogni caso, il calcolo dell uscia del PI richiederà due moliplicazioni, il cui risulao (a 32 bi) dovrà essere, prima di ogni alra elaborazione, ri-allineao su 16 bi, in modo conforme alla normalizzazione scela. E sicuramene opporuno prevedere meccanismi di saurazione del regolaore in modo da prevenire il fenomeno del wind-up della pare inegrale. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione

10 Configurazione del mc Abbiamo poi deciso che la frequenza di modulazione sia di 5 Hz. Dobbiamo quindi calcolare il valore del periodo di modulazione in ermini di cicli di coneggio del imer. Possiamo fissare la frequenza di coneggio decidendo prima la frequenza del bus delle periferiche (e.g. pclk = cclk/4, quindi 3 MHz) e poi agendo sul prescaler del imer. Conviene inolre che il duy-cycle sia regolabile con la massima risoluzione. Queso implica che la duraa del periodo dovrà essere pari per lo meno a coneggi. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 55 Configurazione del mc Dovremo quindi fare in modo che, alla frequenza di 3 MHz, coneggi del imer siano pari ad un empo di circa.2 s (i.e. 1/(5 Hz)). Il prescaler ci permee di ridurre la frequenza del imer. Scegliendo un faore di riduzione pari a 9 si oiene una frequenza di coneggio pari a: F imer = 3 MHz / 9 = khz Quindi in coneggi avremo un periodo di circa.2 secondi, come desiderao. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 56 Configurazione del mc Daa la semplicià della nosra applicazione, il imer del PWM dovrà essere configurao per conare fino a e poi re-searsi per riparire da. Al momeno del mach con il valore conenuo nel regisro di compare (il nosro duycycle) l uscia del PWM sarà poi auomaicamene poraa a. Avremo quindi un funzionameno asimmerico con singolo aggiornameno del duy-cycle. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 57 Bug del simulaore Il simulaore usao finora ha manifesao un problema nella gesione del modulaore PWM, la cui simulazione sembra non riprodurre correamene il funzionameno reale. Di conseguenza, per la verifica della soluzione al problema proposo, è sao necessario usare un normale imer per uso generico (IMER), per alro sruuralmene molo simile al modulaore PWM. Il bug è sao segnalao alla dia produrice del simulaore, che però ad oggi (28) non ha risolo il problema. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 58 Configurazione del mc I regisri di configurazione del IMER possono quindi essere così programmai:.equ CR, xe44 /*Indirizzo imer Conrol Regiser */.equ ENA, x1 /*Abilio il imer */.equ PRC, xe4c /*Indirizzo regisro conrollo prescaler PWM */.equ PRC_CFG, x9 /*Valore per il prescaler pclk/9 = cclk/36 */.equ MCR, xe414 /*Indirizzo MCR (conrollo mach) */.equ MCR_CFG,x3 /*Inerrup su mach MR + rese del conaore */.equ MR, xe418 /*Indirizzo MR (usao per definire periodo PWM) */.equ MR_CFG,xFFFF /*Valore di mach per i 5Hz */.equ MR1, xe41c /*Indirizzo MR1 (definisce duy-cycle) */.equ MR1_CFG,x /*duy-cycle iniziale */.equ EMR, xe43c /*Indirizzo EMR conrollo pin del imer */.equ EMR_CFG,x42 /*Clear del pin al mach con MR1 + se al... */ /* mach con MR */ Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 59 es dell applicazione Acceando una cera approssimazione (comunque non eccessiva per i nosri scopi), è possibile verificare con il simulaore il correo funzionameno del regolaore di emperaura. Ciò richiede la definizione di un segnale, con cui alimenare l ingresso del converiore AD, il cui andameno sia dinamicamene legao all azione del regolaore sesso. Queso equivale a descrivere, nel file di definizione del segnale, il comporameno dinamico della resisenza riscaldane. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 6 1

11 es dell applicazione Il file seguene oiene lo scopo desiderao: signal void emp_ain (floa amb) { floa K; floa emp; floa _old; prinf ("emp_ain (%f) enered. \n", amb); K =.33; _old = ; while (1) { emp =.968*_old + (3.2*MR1)/65535; /* dinamica del processo */ _old = emp; ain = K*(emp+amb); /* definizione AD analog inpu- */ wach (24); /* clock di pausa per 5 Hz di campionameno */ } } Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione 2 61 es dell applicazione Esso corrisponde alla discreizzazione, con una frequenza di campionameno di 5Hz, del modello a empo coninuo presenao nella precedene slide 51. Ci fornirà quindi un andameno campionao della emperaura, valido fino a frequenze dell ordine di.5 Hz. Come variabile di ingresso, il modello considera il duy-cycle dell inerruore (MR1), riporao al suo valore frazionario. N.B. nel file è modellao anche il rasduore di emperaura. Simone Buso - Microconrollori e DSP - Lezione