Question

我正在使用ATmega328。问题是我想生成给定频率和给定幅度的方波。不能使用PWM，因为我得到了一块已经焊接的电路板，因此必须将波放在连接到处理器B端口的R2R resistor ladder的输出端。因此，基本上，我的想法是我必须定期将端口B的引脚置于0和VOLUME（VOLUME是1到255之间的数字），给定频率和占空比为50％。请记住：无PWM 。频率应该能够每100毫秒改变一次，但是我无法完成这项工作所以我只是试图产生一个恒定的频率，看看最初会发生什么。

我以1MHz的频率运行时钟。我写了以下代码：

.DSEG
.ORG 0x100

.CSEG
.ORG 0x100

;Initializing stack pointer
LDI R16,HIGH(RAMEND)
OUT SPH,R16
LDI R16,LOW(RAMEND)
OUT SPL,R16

MAIN:
CALL GENERATE ;Calling the generating routine
RJMP MAIN ;Repeat this forever

;I will generate a 440Hz frequency. It has an approximate period of 2273 microseconds
;This means that half a period stands for approximately 1136 clocks
GENERATE:
LDI R17, 0x70
LDI R18, 0x04   ;Half the period in hexadecimal is 0x0470
LDI R19, 243    ;Volume = 243 (arbitrary, it could be any number)
LDI R21, 88 ;The amount of half-periods in 100 ms (arbitrary election, too)

LDI R25, 0xFF
OUT DDRB, R25       ;Port B is an output port

LDI R24, 0xFF       ;R25R24 = 0xFFFF
CLC         ;Clean the carry
SBC R24, R17
SBC R25, R18        ;R25R24 = 0xFFFF - Halfperiod
ADIW R25:R24, 1     ;R25R24 = 0xFFFF - Halfperiod +1
OUT PORTB, R18      ;The wave starts at 0

BEGIN:
CALL LOOP_1
EOR R19, R19        ;It varies between 0 and volume
OUT PORTB, R19      ;It puts the output to the actual value of R19 (0 or volume)
CLZ         ;Clean Z flag
DEC R21
BREQ END        ;When 100ms have passed, generation is over
JMP BEGIN       ;If not, generation continues

LOOP_1: STS TCNT1H, R25
STS TCNT1L, R24     ;Loading the amount of clocks the timer has to count
LDI R16, 0x00
STS TCCR1A, R16
LDI R16, 0x01
STS TCCR1B, R16     ;Timer operating in normal mode, no prescaler
LOOP_2: IN R16, TIFR1
SBRS R16, TOV1      ;If timer's over, skip the next jump
JMP LOOP_2
LDI R16, 0x00
STS TCCR1B, R16     ;Stopping the timer
LDI R16, 0x04
OUT TIFR1, R16      ;Clean TOV1
RET         ;Back to BEGIN

END:
RET         ;Back to MAIN

这是我第一次参加大会的方法之一，所以阅读起来可能非常难看。该代码目前无法正常工作。有什么想法吗？

编辑：

感谢Spektre向我指出这一点，我纠正了上面的一段代码。除了

之外，代码是相同的

GENERATE:
.
.
.
LDI R21, 44 ;The amount of PERIODS (not half-periods as before) in 100 ms
.
.
.
BEGIN:
OUT PORTB, R18      ;This was before the BEGIN tag, now it is after it
CALL LOOP_1     ;It counts a halfperiod with output=0
OUT PORTB, R19      ;Now output=volume
CALL LOOP_1     ;It counts a halfperiod with output=volume
CLZ         ;Clean Z Flag
DEC R21
BREQ END        ;When 100ms have passed, generation is over
JMP BEGIN       ;If not, generation continues

Answer 1

多年来我为这样的架构做了一些事情......我正在使用 UC3 （后继者）并且在 MCU 66 MHz时钟我可以实现2-5 MHz轮询频率。但是我担心你的目标平台会降低很多。因此，首先测量轮询频率以查看 HW 的限制。

1 MHz是输出时钟还是 MCU 时钟？你需要输出什么最大频率？

有很多方法可以实现这一点，显而易见的是：

<强>定时器/计数器

您可以设置示例1 us的定时器并进行定时和切换。或者您可以使用它来设置新频率。但要注意任何中断都会导致输出信号中的时序问题，如抖动......如果有足够的时间可以避免这些问题，但通常会限制最大输出频率。
主要线程轮询

看起来这就是你正在做的事情。但是你忘了所有的指令都有自己的时机。条件可以有不同的时间，所以你应该补偿。
利用界面（如果存在）

查看数据表，看看是否有 HW 连接到该端口。 MCU 通常在引脚上复用更多功能，有时可以利用它们。例如，我曾经利用串行接口，DMA + ABI / SD卡接口制作了 VGA 图像生成器。每种方法都能正确生成16色VGA信号，但在同一芯片和引脚上具有完全不同的代码和硬件架构......要与 ATMega168 上的平台进行比较20 MHz时钟（这是与 ATMega328相同的核心）我能够为 LCD 生成1位 LCD 640x480信号（比用于需要的信号低很多倍）彩色 VGA 信号）。有时您甚至可以在运行期间更改引脚的含义...例如，要实现100 000 rpm BLDC 控制器，我可以将内部电路改变几次，电机的电动周期就能够产生如此高的速度（否则无法通过直接手段实现。

您需要尝试哪种方法快速/准确/适合您。从第一次看你的代码我偶然发现：

EOR R19, R19        ;It varies between 0 and volume
OUT PORTB, R19      ;It puts the output to the actual value of R19 (0 or volume)

如果我看对了，你 XOR ing R19和R19 ...首次通过后销毁R19的内容。因此，您始终将0输出到B端口：

XOR Volume,Volume -> Volume = 0
XOR 0,0  -> 0

相反，我会：

输出端口量
等半段
输出端口零
等半段
如果100ms达到更改频率
转到＃1

您应该尽可能少地使用端口访问权限。不确定 ATMega 的情况是否也是如此，但在较新的架构上，端口可通过 HW 接口/ API 进行访问，而且对于高端来说真的很慢如果不明智地使用速度切换。

<强> PS。

希望您的 R2R 梯形图在输入电阻之前有二极管，或者至少 PORTB 具有开路集电极输出，否则它将无法工作，因为相邻引脚之间的电流如果两者都设置不同的价值。

[Edit1]一些澄清

要更清楚R2R当前的问题

二极管应具有相同的 PN 阻隔电压!!!
1MHz时钟

你写了I'm running the clock at 1MHz但没有说明它是 MCU / CPU 时钟，定时器时钟还是输出方波信号频率。现在很清楚您的输出信号是<130,523> Hz，这应该可以在您的平台上轻松实现。我之前不确定......我已经在MCU上产生了甚至大约30 MHz的信号，因此有可能达到1 MHz。

<强>时序

大多数平台上的BREQ END等条件指令在条件为真时具有不同的时间，而在为假时则为假，因此为了保持同步，您应该考虑到这一点...有时候放置良好的nop可以解决问题...如果是这样的话，Yu shoudl检查文档中的指令时间。

您声明您使用的是计数器/计时器我在您的代码中没有看到它。为了正确使用，你应该

为您想要的模式和频率配置硬件
注册中断子程序
启用中断和/或触发定时器计数器事件...
内部中断事件处理程序

如果需要，重置计数器值并清除中断标志，以便发生另一个事件。如果您接近芯片功能的边缘，有时甚至需要校正计数器值才能正确计时。

我看到的是计时器/计数器的某些配置不确定是否正确完成，因为我长时间不使用该平台。我在任何地方都看不到中断处理程序子程序...可能你正在查询计数器寄存器但又不确定它是否是正确的方法（并非所有硬件寄存器都可读）你应该面对文档。但无论如何，它正在进行轮询，因此教学时间很重要......

如果有助于我挖掘一个古老的发电机（在PortC上产生方波）asm代码为ATMega168：

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;; generator ver: 0.00 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
/*
CPU:    ATMega168 8MHz internal RC

OUT:    PC
*/
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;; ATMega168 startup: ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
; fuses:BOOTRST=1 disabled
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
        .equ stack  =0x04FF
        .equ cpuclk =8000000
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
        .device ATmega168   ; device selection
        .equ PINB  =0x03    ; IO reg adresses definition in/out
        .equ DDRB  =0x04
        .equ PORTB =0x05
        .equ PINC  =0x06
        .equ DDRC  =0x07
        .equ PORTC =0x08
        .equ PIND  =0x09
        .equ DDRD  =0x0A
        .equ PORTD =0x0B
        .equ TIFR0 =0x15
        .equ TIFR1 =0x16
        .equ TIFR2 =0x17
        .equ PCIFR =0x1B
        .equ EIFR  =0x1C
        .equ EIMSK =0x1D
        .equ GPIOR0=0x1E
        .equ EECR  =0x1F
        .equ EEDR  =0x20
        .equ EEARL =0x21
        .equ EEARH =0x22
        .equ GTCCR =0x23
        .equ TCCROA=0x24
        .equ TCCROB=0x25
        .equ TCNT0 =0x26
        .equ OCROA =0x27
        .equ OCROB =0x28
        .equ GPIOR1=0x2A
        .equ GPIOR2=0x2B
        .equ SPCR  =0x2C
        .equ SPSR  =0x2D
        .equ SPDR  =0x2E
        .equ ACSR  =0x30
        .equ SMCR  =0x33
        .equ MCUSR =0x34
        .equ MCUCR =0x35    
        .equ SPMCSR=0x37
        .equ SPL   =0x3D
        .equ SPH   =0x3E
        .equ SREG  =0x3F

        .equ WDTCSR=0x60    ; sts,lds
        .equ CLKPR =0x61
        .equ PRR   =0x64
        .equ OSCCAL=0x66
        .equ PCICR =0x68
        .equ EICRA =0x69
        .equ PCMSK0=0x6B
        .equ PCMSK1=0x6C
        .equ PCMSK2=0x6D
        .equ TIMSK0=0x6E
        .equ TIMSK1=0x6F
        .equ TIMSK2=0x70
        .equ ADCL  =0x78
        .equ ADCH  =0x79
        .equ ADCSRA=0x7A
        .equ ADCSRB=0x7B
        .equ ADMUX =0x7C
        .equ DIDR0 =0x7E
        .equ DIDR1 =0x7F
        .equ TCCR1A=0x80
        .equ TCCR1B=0x81
        .equ TCCR1C=0x82
        .equ TCNT1L=0x84
        .equ TCNT1H=0x85
        .equ ICR1L =0x86
        .equ ICR1H =0x87
        .equ OCR1AL=0x88
        .equ OCR1AH=0x89
        .equ OCR1BL=0x8A
        .equ OCR1BH=0x8B
        .equ TCCR2A=0xB0
        .equ TCCR2B=0xB1
        .equ TCNT2 =0xB2
        .equ OCR2A =0xB3
        .equ ASSR  =0xB6
        .equ TWBR  =0xB8
        .equ TWSR  =0xB9
        .equ TWAR  =0xBA
        .equ TWDR  =0xBB
        .equ TWCR  =0xBC
        .equ TWAMR =0xBD
        .equ UCSR0A=0xC0
        .equ UCSR0B=0xC1
        .equ UCSR0C=0xC2
        .equ UBRR0L=0xC4
        .equ UBRR0H=0xC5
        .equ UDR0  =0xC6
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
        .cseg           ; Start of code segment
        .org 0x0000     ; interrupts, highest priority first
        jmp RESET       ; 3 Reset Handler
        jmp EXT_INT0    ; 3 IRQ0 Handler
        jmp EXT_INT1    ; 3 IRQ1 Handler
        jmp PCINT0      ; 3 PCINT0 Handler
        jmp PCINT1      ; 3 PCINT1 Handler
        jmp PCINT2      ; 3 PCINT2 Handler
        jmp WDT         ; 3 Watchdog Timer Handler
        jmp TIM2_COMPA  ; 3 Timer2 Compare A Handler
        jmp TIM2_COMPB  ; 3 Timer2 Compare B Handler
        jmp TIM2_OVF    ; 3 Timer2 Overflow Handler
        jmp TIM1_CAPT   ; 3 Timer1 Capture Handler
        jmp TIM1_COMPA  ; 3 Timer1 Compare A Handler
        jmp TIM1_COMPB  ; 3 Timer1 Compare B Handler
        jmp TIM1_OVF    ; 3 Timer1 Overflow Handler
        jmp TIM0_COMPA  ; 3 Timer0 Compare A Handler
        jmp TIM0_COMPB  ; 3 Timer0 Compare B Handler
        jmp TIM0_OVF    ; 3 Timer0 Overflow Handler
        jmp SPI_STC     ; 3 SPI Transfer Complete Handler
        jmp USART_RXC   ; 3 USART, RX Complete Handler
        jmp USART_UDRE  ; 3 USART, UDR Empty Handler
        jmp USART_TXC   ; 3 USART, TX Complete Handler
        jmp ADC_DONE    ; 3 ADC Conversion Complete Handler
        jmp EE_RDY      ; 3 EEPROM Ready Handler
        jmp ANA_COMP    ; 3 Analog Comparator Handler
        jmp TWI         ; 3 2-wire Serial Interface Handler
        jmp SPM_RDY     ; 3 Store Program Memory Ready Handler
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
RESET:  cli             ; Reset Handler
        ldi  r16,high(stack)
        out  SPH,r16
        ldi  r16,low(stack)
        out  SPL,r16

        ldi  r16, 0xFF  ; DDRB 1 - output, 0 - input direction
        out  DDRB, r16
        ldi  r16, 0xFF  ; DDRC 1 - output, 0 - input direction
        out  DDRC, r16
        ldi  r16, 0xFF  ; DDRD 1 - output, 0 - input direction
        out  DDRD, r16

        ldi  r16, 0xFF  ; all outputs high,and all inputs Pull Up to Ucc
        out  PORTB,r16
        out  PORTC,r16
        out  PORTD,r16
        jmp  main
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
EXT_INT0:               ; IRQ0 Handler
        reti
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
EXT_INT1:               ; IRQ1 Handler
        reti
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
PCINT0:                 ; PCINT0 Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
PCINT1:                 ; PCINT1 Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
PCINT2:                 ; PCINT2 Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
WDT:                    ; Watchdog Timer Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
TIM2_COMPA:             ; Timer2 Compare A Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
TIM2_COMPB:             ; Timer2 Compare B Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
TIM2_OVF:               ; Timer2 Overflow Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
TIM1_CAPT:              ; Timer1 Capture Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
TIM1_COMPA:             ; Timer1 Compare A Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
TIM1_COMPB:             ; Timer1 Compare B Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
TIM1_OVF:               ; Timer1 Overflow Handler 
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
TIM0_COMPA:             ; Timer0 Compare A Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
TIM0_COMPB:             ; Timer0 Compare B Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
TIM0_OVF:               ; Timer0 Overflow Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
SPI_STC:                ; SPI Transfer Complete Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
USART_RXC:              ; USART, RX Complete Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
USART_UDRE:             ; USART, UDR Empty Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
USART_TXC:              ; USART, TX Complete Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
ADC_DONE:               ; ADC Conversion Complete Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
EE_RDY:                 ; EEPROM Ready Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
ANA_COMP:               ; Analog Comparator Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
TWI:                    ; 2-wire Serial Interface Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
SPM_RDY:                ; Store Program Memory Ready Handler
        reti            ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
main:   ldi  r16,0

main0:  out  PORTC,r16  ; 1 8T / 8MHz = 1MHz PC0, 0.5MHz PC1, ...
        inc  r16        ; 1
        nop             ; 1
        nop             ; 1
        nop             ; 1
        nop             ; 1
        rjmp main0      ; 2
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 
waitms: push r31        ; 2 wait cca r31 [ms] +(15+r31*4)T
        push r30        ; 2
        push r29        ; 2
waitms2:ldi  r30,cpuclk/200000;1 1ms
waitms1:ldi  r29,49     ; 1     200T
waitms0:nop             ; 1
        dec  r29        ; 1
        brne waitms0    ; 2/1
        dec  r30        ; 1
        brne waitms1    ; 2/1
        dec  r31        ; 1
        brne waitms2    ; 2/1
        pop  r29        ; 2
        pop  r30        ; 2
        pop  r31        ; 2
        ret             ; 4
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;; ID: ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;; end. ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

这是我当时用于这些设备的标准模板...看看它等待尽可能接近waitms的{{1}}子程序。存在指令的时序，并且条件指令在该芯片上具有不同的时序。由于ATMega328具有相同的内核，因此您的芯片也是如此。

用C ++中的Oscilloscope He我的ATMega模拟器仍适用于Win7 ...（写于w9x或w2k现在还不确定）（与我公布的源代码编译的十六进制一起使用）。

在没有PWM的情况下在AVR组件中生成方波

1 个答案: