Сьогодні в мікроелектроніки широкого поширення набули ШІМ контролери. І, думаю, багатьом буде цікаво дізнатися - що вони собою представляють.
Основною функцією і гідністю ШІМ-контролерів є можливість незалежного управління відразу декількома каналами.
Кожен з каналів генерує прямокутні імпульси на одному свій вихід.
Параметри прямокутних імпульсів, такі як період, заповнення імпульсів і полярність конфигурируются через призначений для користувача інтерфейс. Кожен канал використовує один із сигналів синхронізації, що генеруються тактовим генератором (який саме сигнал вибирається користувачем). Сигнали синхронізації, що формуються тактовим генератором, виходять в результаті поділу сигналу головною синхронізації модуля ШИМ. Доступ до модулів ШІМ виконуються за допомогою регістрів, пов'язаних з шиною APB.
З метою генерації неперекривающіхся прямокутних імпульсів передбачена можливість синхронізації роботи каналів. Всі канали інтегрують систему подвійної буферизації, яка дозволяє уникнути генерацію небажаних імпульсів при зміні періоду або заповнення імпульсів ШІМ-сигналу.
Кожен канал генерує імпульси на одній зовнішньої лінії введення-виведення.
Висновки, які використовуються для підключення ШІМ, можуть бути мультиплексованих з портами введення-виведення. Спочатку програміст повинен запрограмувати контролер порту введення-виведення, щоб призначити бажаних ШІМ-висновкам їхніх периферійну функцію. Якщо лінії введення-виведення ШІМ не використовуються в додатку, то вони можуть використовуватися в інших цілях контролером ПВВ.
Користувач може сам вирішувати, яку кількість виходів активізувати, а який ні. Якщо в додатку потрібно тільки чотири канали, то тільки чотири лінії введення-виведення можуть використовуватися в якості ШІМ-виходів.
Синхронізація ШІМ реалізована не на постійній основі. Перед використанням модуля ШИМ програміст повинен спочатку виконати синхронізацію ШІМ в контролері управління споживаної потужністю (PMC). Однак, якщо в додатку не потрібно робота модуля ШИМ, то його синхронізація може бути зупинена, коли в ній немає необхідності і може бути перезапущено пізніше. В цьому випадку, модуль відновить роботу з того ж стану, в якому він був залишений відключеним.
Для конфігурації модуля ШИМ не потрібно включення його синхронізації.
Лінія переривання модуля ШИМ підключена до одного з внутрішніх джерел розширеного контролера переривань. Для використання переривання ШІМ необхідно спочатку запрограмувати контролер переривань AIC. Зверніть увагу, що не рекомендується використовувати лінію переривань ШІМ в режимі, чутливому до фронтах.
Де ж використовується сіючи мудрована техніка?
Найбільш відомою сферою застосування ШІМ-контролерів, є управління процесами зарядки акумуляторів в різних мікроелектронних девайсах. Найбільш прості контролери сьогодні використовуються в калькуляторах для управління зарядки від сонячної батареї. Ці ШІМ-контролери можуть лише відключати сонячний акумулятор.
Принцип їх роботи такий коли напруга на батареї підвищиться приблизно до 14,4 В (для акумуляторів, номінальне напруга яких складає 12 В) то контролер відключить зарядку. Якщо ж напруга впаде до 12,5-13 В, сонячна батарея знову буде підключена, завдяки чому заряд буде відновлений. При цьому граничний показник зарядженості акумулятора дорівнює близько 60-70%. У разі регулярного недозаряд може істотно зменшитися експлуатаційний термін акумуляторної батареї.
Більш складні ШІМ-контролери, наприклад, ті що застосовуються в мобільних пристроях, на завершеющем етапі заряду застосовують широтно-імпульсну модуляцію струму заряду. Завдяки цьому з'являється можливість зарядити акумулятор повністю.