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Módulos PWM de alta precisión que ofrecen funciones avanzadas

Willem J Smit, de Microchip Technology, explica cómo utilizar los módulos PWM de alta precisión que incorporan algunos microcontroladores.

Los módulos PWM de algunos microcontroladores albergan funciones innovadoras para aplicaciones de fuentes de alimentación, iluminación LED, mezcla de colores y control de motores, donde permiten que el usuario pueda variar fácilmente la fase, el ciclo de trabajo y el número de offsets con una precisión muy superior. Además, gracias a los modos de offset, cada salida PWM puede introducir un offset en su forma de onda en relación a cualquier otro módulo PWM del mismo dispositivo. Cuando no se utilizan las salidas PWM en estos módulos PWM de 16 bit de alta precisión, como los que incorporan algunos microcontroladores PIC16 de Microchip, se pueden aprovechar para añadir hasta cuatro temporizadores más de 16 bit de aplicación general. Cada módulo PWM puede tener sincronizado su temporizador de forma independiente mediante la selección de tres fuentes. Además la fuente de señal de reloj PWM se puede dividir con siete preescaladores seleccionables para una mejor adaptación a las necesidades del usuario. A continuación se puede comparar el valor del temporizador con los registradores contadores de eventos para generar numerosas formas de onda PWM. Hay cuatro registradores de recuento de 16 bit disponibles para manipular fase, ciclo de trabajo, período y offset (ver Fig. 1).

 

Modos PWM

Cada módulo PWM tiene cuatro modos de funcionamiento seleccionables: estándar, ajuste por coincidencia (set-on-match), conmutación por coincidencia (toggleon- match) y alineado en el centro. El modo estándar genera una forma de onda PWM monofásica que se construye por comparación y haciendo coincidir el valor del contador PWM con los registros de fase, período y ciclo de trabajo de 16 bit. En caso de coincidencia del registro de recuento de fase, se inicia el ciclo de trabajo. El fin del ciclo de trabajo se produce cuando coincide con el registro de recuento del ciclo de trabajo. El modo de ajuste por coincidencia genera una salida cuando el registro de recuento de fase coincide con el temporizador PWM. Esta salida permanecerá en activo hasta que se borre el bit de salida o se deshabilite el módulo PWM. El modo de conmutación por coincidencia produce una forma de onda PWM con un ciclo de trabajo del 50% y un período equivalente al doble del modo PWM estándar. Los registros de recuento de fase determinan el número de períodos del temporizador PWM tras un período antes de que varíe la forma de onda PWM. El modo alineado en el centro genera una forma de onda PWM centrada en el período de PWM. El período equivale al doble de los registros de recuento PWMx- PR. En este modo, el temporizador de PWM contará hasta que haya una coincidencia con los registros PWMxPR y a continuación contará en sentido inverso hasta que el valor coincida en 0. El flanco activo de subida y baja de la forma de onda PWM se determina por medio de los registros de recuento del ciclo de trabajo.

 

Modo de offset

Además de estos modos PWM, cada módulo PWM también tiene cuatro modos de offset que pueden introducir un offset en su forma de onda en relación a cualquier otro módulo PWM del mismo dispositivo. Los modos son: funcionamiento independiente; funcionamiento esclavo con inicio síncrono; esclavo con un solo disparo e inicio síncrono; y funcionamiento continuo con inicio síncrono y reinicio del temporizador. En modo de funcionamiento independiente, el offset, la fase, el ciclo de trabajo y el período de PWM no se ven afectados por ninguno de los otros módulos PWM. En este modo, el PWM seguirá funcionando continuamente mientras esté habilitado (ver Fig. 2). En modo de funcionamiento esclavo con modo de inicio síncrono es necesario tener activos como mínimo dos o más módulos PWM, permitiendo así la existencia de un par maestro-esclavo. En este modo, el esclavo esperará hasta que el offset del maestro se iguale para empezar a contar y seguirá contando mientras esté habilitado. De forma muy parecida al modo de funcionamiento esclavo síncrono, el modo esclavo con un solo disparo e inicio síncrono también exige más de un PWM activo: uno maestro y el otro esclavo. En este modo, el temporizador empieza a contar, empezando por un valor preconfigurado en el temporizador y lo hace hasta que llega a una coincidencia. Entonces el temporizador del PWM espera una coincidencia con el valor de offset del maestro antes de repetir el ciclo. En el modo de funcionamiento esclavo continuo con inicio síncrono y reinicio del temporizador, el temporizador del PWM esclavo no empieza a contar hasta la primera coincidencia de offset del maestro. Las posteriores coincidencias del offset del maestro reiniciarán el valor del temporizador del PWM de nuevo a 1, tras lo cual seguirán contando (ver Fig. 3).

 

Conclusión

Como hemos visto, el PWM de 16 bit de alta precisión disponible en varios dispositivos PIC16 de Microchip, como el PIC16F1574, ofrece funciones avanzadas que se suman a las que incorporan los módulos PWM estándar.



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