Atmega Timer problem

[Technik_Amateur]

Hallo liebes Forum,

Ich habe ein Verständnisproblem bezüglich der Timer (8 u. 16 bit).
Ich habe versucht ein PWM-Signal zu generieren, jedoch zeigt das oszi keins an.

Was ich erwartet habe: alle 20ms wird eine entsprechende Pulsbreite von den Timern erzeugt. 0,6ms bis 2,6ms sollte die range der Breite sein.
Die pulsbreite wird über LDRs realisiert, die einen Spannungsteiler bilden. So liegen am ADC1 werte von 0V bis 5V an. Wenn beide LDRs gleich stark beleuchtet sind, liegen ca. 2,5V am ADC1 an. Der Teil des Speicherns in eine Variable funktioniert soweit (0...1024 -> 2,5V = 512).

Ich habe es versucht mit einem Timer1 (16-Bit) zu realisieren aber ich bekomme es einfach nicht hin.
Ich benutze einen Atmega1284p-pu der mit dem internen Clock von 8Mhz arbeitet.

Hier mein Code:

#define F_CPU 8000000UL
#include <avr/io.h>
#include <stdint.h>
#include <util/delay.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <stdio.h>
#include "ADC.h"

ISR	(TIMER1_COMPA_vect)		 //Interrupt sub routine 
{
	OCR1A = 10000 - OCR1A;	 // hier werden die 20ms erzeugt die der servo benötigt
}

int main(void)
{	
        DDRD = (1<<PIND5);                  //Der Ausgang

	ADC_Init();					//ADC initialisieren

        double	adcwert_1_LDRs;        //speicherort für den ADCwert

        TCCR1A = (1<<COM1A1) | (1<<COM1B1);		//CTC Modus (Clear OC1A on compare match), set OC1A at bottom non-inverting
	TCCR1B = (1<<WGM13) | (1<<CS11);	               //(1<<WGM12) vllt raus, (ICRn aktivieren), OCR1A auf direkt, TOV1 Flag auf MAX, prescaler=8
        OCR1A = 799;		                                      //(8Mhz/(2*8*(1+799)))=625Hz=1,6ms Mittelstellung, (8Mhz/(2*8*(1+750)))=665,7Hz=1,5ms Mittelstellung,
	TIMSK1 = (1<<OCIE1A);//(1<<TOIE1); 		      //Timer-compare-Interrupt an 

 	_delay_ms(2000);

        while(1)
        {
		adcwert_1_LDRs = ADC_Read(1);
		if (adcwert_1_LDRs <= 490 && OCR1A > 301)	          //servo dreht links bis max. 0,6ms
		{					//(8MHz/(2*8*(1+9699)))=51,54Hz;20ms-0,6ms=19,4ms->1/19,4ms=51,54Hz->(8MHz/(2*8*51,54Hz))-1=9699->10000-9699=301!
							 //(8MHz/(2*8*(1+301)))=1655,6Hz=0,6ms
 			cli();			        //interrupts global deaktivieren 
			OCR1A -= 5;		//OCR1A so lange um 5 verringern, bis panel direkt zur sonne gerichtet ist				
			sei();			        //interrupts globl aktiviren
			_delay_ms(50);	        //50ms warten
		}
		
		if (adcwert_1_LDRs >= 530 && OCR1A < 1301)	//servo dreht rechts
		{
			cli();
			OCR1A += 5;		//1301;
			sei();
			_delay_ms(50);
		}
        }
}

Ich hoffe Ihr könnt mir helfen.

Mit freundlichen Grüßen

Technik_Amateur

[Searcher]

Hi,
ich blick nicht durch, wie Dein Programm funktioniert/funktionieren soll. Deshalb mal ein Alternativvorschlag für die Timereinstellung:

OCR1A mit 1500 initialisieren (Mittelstellung für Servo)
Für Timer1 im Fast PWM Modus mit ICR1 als Top (Mode 14)
Im TCCR1A WGM11 setzen
Im TCCR1B WGM12 und WGM13 setzen

ICR1 auf 19999 setzen UND Prescaler auf 8 (im TCCR1B zusätzlich noch das CS11 setzen)
Mit CS11 läuft der Timer1 los und benötigt für eine "Runde" 20ms und eine Einheit im OCR1A entspricht einer µs.

Für PWM Modus "non inverting" in TCCR1A noch zusätzlich das COM1A1 setzten (clear OC1A on compare match, set at bottom)

Nun brauchst Du nur noch OCR1A entsprechend zu setzen und an PD5 erscheint das benötigte PWM Signal für den Servo wenn der, wie in Deinem Programm, auf OUTPUT geschaltet ist.

zB OCR1A auf 500 = Servopulsweite von 0,5ms
zB OCR1A auf 1500 = Servopulsweite von 1,5ms

Dann wird keine ISR benötigt und in der Haupschleife dann nur ADC auswerten und das OCR1A entsprechend setzten.

Alles nach Datenblatt für ATmega1284P_doc8059 und nicht getestet, soll heißen ohne Gewehr


Gruß
Searcher

[sternst]

Ich habe versucht ein PWM-Signal zu generieren, jedoch zeigt das oszi keins an.

Du hast einen PWM-Modus mit variablem TOP-Wert ausgewählt, lässt diesen TOP-Wert dann aber auf 0. Wie soll da dann auch irgendein PWM-Signal raus kommen.

[oberallgeier]

... Ich habe ein Verständnisproblem bezüglich der Timer (8 u. 16 bit) ...

Mir gings ne Zeitlang nicht besser *grins*.

... Ich habe versucht ein PWM-Signal zu generieren, jedoch zeigt das oszi keins an ...

Hier (klick) steht meine Servo-Timer-Initialisierung für nen 1284P/20 MHz (zwanzig, mit Quarz!!). Damit fahre ich die Servosteuerung vollständig über die beiden 16bittigen Timer. ALLERDINGS für acht, aktuell für zehn Servos, d.h. um auf die 20 ms zu kommen, muss der Timer1 mehrfach (sollte mindestens 8 mal) aufgerufen werden. ACHTUNG - der Hintergrund der Sache ist mein Wunsch die Servod von minimal möglicher GEschwindigkeit in SlowMotion bis zu full speed fahren zu könnnen. Die Initialisierung des Timer/Counter 1 ist für ne CTC, das wäre gerade für Dich vielleicht als Codebeispiel von Interesse. Entsprechend den 20 MHz sind natürlich die Werte für Prescaler, OCR1A und OCR1B.

PS: Mein C ist nicht das Beste, insbes. nicht für alle Compiler wasserdicht :-/

[Technik_Amateur]

Vielen Dank für die schnellen und hilfreichen Antworten!

@Searcher:
Ich habe deine vorgeschlagenen Werte selber nochmal mit Hilfe des Datenblattes nachvollziehen können.
Wenn ich alles richtig verstanden habe, ist ICR1 also mein TOP-Wert für den Timer der die ganze Zeit durchläuft und mit dem OCR1A-Register kann ich festlegen wann er das HIGH auf LOW schalten soll (HIGH auf LOW durch setzen von COM1A1) ? Sprich der Timer gibt von Anfang an ein HIGH-Signal und wenn er auf den OCR1A-Wert trifft geht das Signal auf LOW, so lange bis der TOP-Wert von ICR1 erreicht ist, dann wieder automatisch auf HIGH usw.?

Mit freundlichen Grüßen

Technik_Amateur

[Searcher]

Wenn ich alles richtig verstanden habe, ist ICR1 also mein TOP-Wert für den Timer der die ganze Zeit durchläuft

Ja, im Timer1 Mode 14 ist ICR1 der TOP-Wert nach Datenblatt "Table 14-5. Waveform Generation Mode Bit Description".

und mit dem OCR1A-Register kann ich festlegen wann er das HIGH auf LOW schalten soll (HIGH auf LOW durch setzen von COM1A1) ?

Ja, wenn das PWM-Signal an OC1A (PD5) ausgegeben werden soll -> nach DB "Table 14-3. Compare Output Mode, Fast PWM".
Für PWM an OC1B (PD4) müßte man die COM1Bx Bits verwenden und das OCR1B Register.

Sprich der Timer gibt von Anfang an ein HIGH-Signal und wenn er auf den OCR1A-Wert trifft geht das Signal auf LOW, so lange bis der TOP-Wert von ICR1 erreicht ist, dann wieder automatisch auf HIGH usw.?

Ja, solange der Timer (TCNT1) unterhalb von OCR1A ist, ist der Output (OC1A) HIGH. Mit Erreichen von OCR1A (Compare Match) wird OC1A LOW. Allerdings wird OC1A nicht bei Erreichen von ICR1 wieder HIGH, sondern erst einen Timertick später, wenn TCNT1 0 ist.

Gruß
Searcher

[Technik_Amateur]

Ok vielen Dank! Jetzt weiß ich schon ein bisschen besser bescheid, wie ich mit den Registern umzugehen habe. EIGENTLICH gar nicht so schwer
Dann werde ich mal das Programm schreiben und nochmal hier posten. Testen kann ich dieses leider erst am Wochenende mit oszi.

Gruß

Technik_Amateur

[Searcher]

ist auch EIGENTLICH nicht schwer. Man muß nur einmal den Dreh raus haben und beachten, daß es für die verschiedenen Timer Betriebsmodi (non PWM, Fast PWM, Phase Correct PWM) verschiedene Tabellen gibt und verschiedene TOP Werte, die auch noch variabel sein können und die man nicht vergessen darf zu initialisieren Außerdem die Qual der Wahl, welcher Modus denn nun am besten für das Vorhaben ist.

Hatte am Anfang auch schon viele Fehlversuche hinter mir und vertue mich immer noch.

Viel Erfolg und Gruß
Searcher

[oberallgeier]

... Hintergrund ... Servos von minimal möglicher Geschwindigkeit ... bis zu full speed fahren zu können ...

... Der Servo dreht sich etwas zu schnell. Kann ich die geschwindigkeit denn jetzt noch irgendwie beeinflussen ...

Siehe oben.

[Searcher]

Das Servo versucht möglichst schnell die Position zu erreichen, die ihm die Pulsweite vorgibt. Man müße also die Sollpulsweite, die durch die ADC Messung vorgegeben wird, von der Istpulsweite aus langsam erreichen. Deine If Bedingung, in der OCR1A um eins verändert wird, steht vermutlich in einer Schleife, die "irre schnell" immer wieder durchlaufen wird. Schneller, als das Servo der durch OCR1A veränderten Pulsweite folgen kann und deshalb versucht es also so schnell es ihm möglich ist, ihr zu folgen.

Gibt sicher viele Möglichkeiten, die Pulsweite von Ist nach Soll langsam zu verändern. Eine simple wäre, die Schleife, in der die IF Abfragen stehen einfach durch ein delay zu verzögern. Welches delay passend ist müßte man ausprobieren. Schätze mal so mit 5ms bis 20ms könnte man anfangen. Dadurch würde auch die ADC Abfrage verlangsamt, sollte aber bei dem Sonnenfolger und den langsamen LDR keine Rolle spielen.

Eine ausgefeilte Möglichkeit bietet oberallgeier an, bedeutet aber auch schon einiges an Einarbeitungszeit.

@Searcher: Hallo Searcher!
Ja das klingt logisch, dass beim ersten initialisieren die TOP-Werte warscheinlich unsauber sind. Auch wenn ich diese heute beim Test nicht bemerken konnte. Ich werde sie trotzdem anpassen!

Kann man auch meistens vernachlässigen. Nur wenn unerklärbare Problem auftauchen, sollte man auch an so etwas denken.


Gruß
Searcher