Thiết kế máy phát tần số sử dụng PWM từ 1Hz 1000Hz và hiển thị giá trị lên 4 con led 7 thanh.

- Tần số Clock đầu vào sử dụng là 8MHz.. - Hạn chế: Muốn thay đổi tần số phát ra cũng như độ rộng xung, ta phải khai báo lại trong code ở phần define.. - Máy được mô phỏng bằng phần mềm

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

  

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

Môn học: HỆ THỐNG NHÚNG

Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Ngọc Minh

Sinh viên thực hiện :Nguyễn Đức Hiệp-B18DCDT071

Nguyễn Văn Cường-B18DCDT022

Lê Ngọc Sơn-B18DCDT204 Nguyễn Kính Đảm-B18DCDT039

Hà Nội

- -Thiết kế máy phát tần số sử dụng PWM từ 1Hz - 1000Hz

và hiển thị giá trị lên 4 con led 7 thanh.

1.Tổng quan

- Máy cho ra tần số đầu ra từ 1Hz đến 1000Hz, độ rộng xung từ 0% đến 100%

- Tần số đầu ra sẽ được hiển thị lên 4 chiếc LED 7 đoạn.

- Tần số Clock đầu vào sử dụng là 8MHz.

- Hạn chế: Muốn thay đổi tần số phát ra cũng như độ rộng xung, ta phải khai báo lại trong code ở phần define.

- Máy được mô phỏng bằng phần mềm Proteus.

2 Code

#include "stm32f10x.h" // Device header

#include "stm32f10x_rcc.h" // Keil::Device:StdPeriph Drivers:RCC

#include "stm32f10x_gpio.h" // Keil::Device:StdPeriph Drivers:GPIO

#include "stm32f10x_tim.h" // Keil::Device:StdPeriph Drivers:TIM

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

#define LED7SEG_A GPIO_Pin_0

#define LED7SEG_B GPIO_Pin_1

#define LED7SEG_C GPIO_Pin_2

#define LED7SEG_D GPIO_Pin_3

#define LED7SEG_E GPIO_Pin_4

#define LED7SEG_F GPIO_Pin_5

#define LED7SEG_G GPIO_Pin_6

#define LED7SEG_DP GPIO_Pin_7

#define LED1 GPIO_Pin_1

#define LED2 GPIO_Pin_2

#define LED3 GPIO_Pin_3

#define LED4 GPIO_Pin_4

#define PORT_LED7SEG_CODE GPIOC

#define PORT_LED GPIOB

#define PORT_LED7SEG_CODE_CLOCK RCC_APB2Periph_GPIOC

#define PORT_LED_CLOCK RCC_APB2Periph_GPIOB

#define F (100)

#define PW (0.66)

uint16_t LED7SEG[10]={0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90};

void TIM_PWM_Configuration(void);

void GPIO_Config(void);

void Delay(uint32_t);

int main (void){

SystemInit();

SystemCoreClockUpdate();

GPIO_Config();

TIM_PWM_Configuration();

//TIM1->CCR1 = 50 * ((10000/F) / 100); //50% Duty cycle

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED1); //LED1 = 0;

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED2); //LED2 = 0;

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED3); //LED1 = 0;

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED4); //LED2 = 0;

while(1)

{

for(uint8_t j = 0; j < 30; j++) {

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED2);

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED3);

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED4);

GPIO_Write(PORT_LED7SEG_CODE, LED7SEG[F/1000]);

GPIO_SetBits(PORT_LED, LED1);

Delay(1);

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED1);

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED3);

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED4);

GPIO_Write(PORT_LED7SEG_CODE, LED7SEG[(F

%1000)/100]);

GPIO_SetBits(PORT_LED, LED2);

Delay(1);

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED1);

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED2);

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED4);

GPIO_Write(PORT_LED7SEG_CODE, LED7SEG[(F

%1000%100)/10]);

GPIO_SetBits(PORT_LED, LED3);

Delay(1);

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED1);

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED2);

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED3);

GPIO_Write(PORT_LED7SEG_CODE, LED7SEG[F

%1000%100%10]);

GPIO_SetBits(PORT_LED, LED4);

Delay(1);

} }

}

void Delay(uint32_t t)

{

unsigned int i,j;

for(i=0;i<t;i++){

for(j=0;j< 0x2AFF/10; j++);

}

}

void GPIO_Config()

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

/*enble clock for GPIOC*/

RCC_APB2PeriphClockCmd(PORT_LED7SEG_CODE_CLOCK|

PORT_LED_CLOCK, ENABLE);

/*Configuration GPIO pin*/

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED7SEG_A|LED7SEG_B|LED7SEG_C| LED7SEG_D|LED7SEG_E|LED7SEG_F|LED7SEG_G|LED7SEG_A|

LED7SEG_DP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;

GPIO_Init(PORT_LED7SEG_CODE, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED1|LED2|LED3|LED4;

GPIO_Init(PORT_LED, &GPIO_InitStructure);

}

void TIM_PWM_Configuration(void){

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 ;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 160 - 1; // ftimer = 50000Hz

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (50000/F); // So chu ki dem TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode =

TIM_CounterMode_Up;

TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);

TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = PW*(50000/F); // Do rong xung TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);

TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);

TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);

}

3 Giải thích code

- Để khai báo tần số đầu ra và độ rộng xung, ta chỉnh sửa

đoạn define

#define F (100)

#define PW (0.66)

Trong đó F là tần số và PW là độ rộng xung Trong ví dụ trên tần số đầu ra là 100Hz và độ rộng xung 66%.

- Tiếp theo, ta đi cấu hình cho PWM.

void TIM_PWM_Configuration(void)

+ Máy sử dụng Timer 1, tần số đầu ra tại Pin 8 _ Port A + Bộ chia tần (prescaler) = 160 – 1 Tần số của timer được chia từ tần số clock đầu vào qua bộ chia tần.

Ftimer = 8MHz/160 = 50000Hz

+ Như vậy chu kì của Timer sẽ vào khoảng 1/Ftimer Để tạo

ra 1 tần số F chu kì 1/F, ta phải đếm 1 số lượng chu kì của timer bằng:

Period = (1/F)/(1/Ftimer) = Ftimer/F = 50000/F.

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 160 - 1; // ftimer = 50000Hz

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (50000/F); // So chu ki dem

+ Độ rộng xung được khai báo là PW

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = PW*(50000/F); // Do rong xung

+ Cuối cùng ta enable cho tín hiệu đầu ở Timer 1:

TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);

TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);

+ Như vậy máy đã tạo được một tần số đầu ra bằng F và có

độ rộng xung bằng PW.

- Hiển thị tần số đầu ra trên 4 chiếc LED 7 thanh.

+ Trước tiên ta cấu hình các chân đầu ra cho bộ LED 7 thanh

GPIO_Config();

+ Các chân đầu ra được khai báo trên phần define.

+ Sử dụng một hàm delay tương đối trong việc quét LED.

void Delay(uint32_t t);

+ Để hiển thị các số lên LED 7 thanh ta sử dụng bộ mã BCD.

uint16_t LED7SEG[10]={0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90};

+ LED1 được sử dụng để hiện chữ số hàng nghìn: F/1000

+ LED2 hiển thị chữ số hàng trăm: (F%1000)/100

+ LED3 hiển thị chữ số hàng chục: (F%1000%100)/10

+ LED4 hiển thị chữ số hàng đ.vị : F%1000%100%10

+ Dùng 1 vòng lặp vô hạn để hiển thị Ví dụ hiển thị chữ số hàng nghìn

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED2);

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED3);

GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED4);

GPIO_Write(PORT_LED7SEG_CODE, LED7SEG[F/1000]); GPIO_SetBits(PORT_LED, LED1);

Delay(1);

 Tắt các LED 2, 3, 4 Mã LED đầu ra = F/1000 và bật LED1 Delay(1) sau đó tắt LED1, bật LED2 hiện số hàng trăm…

4 Kết quả thu được

+ Mô phỏng proteus.

+ F = 1 và PW = 0.5 => T = 1s.

+ F = 10 và PW = 0.25 => T = 100 ms = 0.1s

+ F = 100 và PW = 0.66 => T = 10 ms = 0.01s.

+ F = 1000 và PW = 0.75 => T = 1 ms = 0.001s.

+ F = 222 và PW = 0.22 => T = 4.45 ms = 0.00445s