Vi điều khiển - là trạng thái đầu ra không đổi hoặc ghép kênh?

PWM rõ ràng yêu cầu tài nguyên tính toán (và do đó không thể được thực hiện đồng thời với các quy trình khác), nhưng nếu tôi đặt chân là đầu ra 5V hoặc 0V, thì các trạng thái này không đổi hoặc chúng được "làm mới" nhiều lần khi vi điều khiển hoạt động trên các quy trình khác ?

Điều này thật khó để giải thích trong văn bản vì vậy tôi nghĩ về sự tương tự với câu hỏi của tôi. Hãy tưởng tượng tôi có một chiếc cốc trong tay và được hướng dẫn đặt nó lên bàn. Sau đó tôi được hướng dẫn ngồi xuống ghế.

Kính trên bàn là một trạng thái. Tôi có để lại cái ly trên bàn không, hay tôi nhặt nó lên và ngồi xuống và lặp lại rất nhanh để bạn không nhận ra cái ly đã bị tháo ra khỏi bàn?

Hoặc có lẽ đơn giản hơn, liệu vi điều khiển có "quên", nếu bạn sẽ, về các trạng thái của các chân của nó trừ khi bạn lập trình rõ ràng một thay đổi trạng thái?

Hy vọng tôi đã làm điều đó khó hiểu nhất có thể.

Cách tôi diễn giải câu hỏi không liên quan gì đến PWM, xin lỗi nếu tôi rời khỏi cơ sở, nhưng có vẻ như bạn đã sử dụng nó như một ví dụ.

Khá nhiều loại vi điều khiển và thiết bị có I / O sử dụng chốt / FF để điều khiển mạch đầu ra của chúng. Điều này có nghĩa là, khi bạn đặt trạng thái, nó vẫn ở trạng thái đó. Nó không giống như DRAM khi các số liệu thống kê đầu ra phải liên tục được "làm mới" để giữ nguyên trạng thái của chúng.

Với ví dụ về kính của bạn, tôi chưa bao giờ thấy bất kỳ phần cứng nào sẽ nhặt và đặt kính xuống bàn nhiều lần. Nó sẽ chỉ đặt ly trên bàn và để nó ở đó cho đến khi có yêu cầu thay đổi trạng thái.

Quay trở lại với PWM (chỉ trong trường hợp bạn thực sự hỏi về PWM). Cho dù bạn bitbang nó hay vi điều khiển của bạn có phần cứng chuyên dụng như các bài đăng khác đã nêu, khối I / O chỉ được truy cập và sửa đổi nếu một thay đổi trạng thái được yêu cầu bằng cách chạy mã hoặc thiết bị ngoại vi PWM.

Bộ vi điều khiển không phải làm mới các đầu ra. Khi chúng được đặt, chúng sẽ giữ trạng thái vô thời hạn (cho đến khi mất điện). Mặc dù trong các bộ xử lý cũ, đồng hồ được yêu cầu duy trì trạng thái của bộ xử lý, bộ xử lý ngày nay là thứ được gọi là hoàn toàn tĩnh. Điều đó có nghĩa là đồng hồ thực sự có thể dừng lại và mọi thứ sẽ ở trong trạng thái hiện tại của nó. Đó là bởi vì tất cả các thanh ghi (bao gồm cả I / O) được tạo bằng cách sử dụng flip-flop.

Hầu hết các bộ vi điều khiển hiện đại đều có thiết bị ngoại vi PWM phần cứng chuyên dụng chăm sóc cho PWM, một sự tương tự rất thô có thể là:

Lõi bộ xử lý nói với thiết bị ngoại vi: "chuyển đổi pin này ở chu kỳ nhiệm vụ 10kHz và 50% cho đến khi tôi nói với bạn khác". Sau đó, cốt lõi là miễn phí để làm những thứ khác. Nó có thể thiết lập một ngắt, tức là yêu cầu thiết bị ngoại vi nói với nó khi có điều gì đó quan tâm xảy ra.
Bạn có thể nghĩ rằng cốt lõi là "ông chủ" và các thiết bị ngoại vi là công nhân chuyên môn. Lõi quản lý toàn bộ chương trình (đọc từng hướng dẫn và hành động theo nó) và "yêu cầu" các thiết bị ngoại vi thực hiện các nhiệm vụ khác nhau và thông báo cho chương trình khi chúng đã hoàn thành chúng.

Tương tự như vậy, nó sẽ giống như một người khác đang cầm ly, bạn hướng dẫn họ đặt nó lên bàn trong khi bạn tự do ngồi trên ghế.

Nếu micro không có thiết bị ngoại vi chuyên dụng, thì nó sẽ phải thực hiện "thủ công" (tức là chính nó) và theo dõi trạng thái chân và thời gian giữa các lần bật. Điều này có nghĩa là rất nhiều chu trình dành riêng cho những thứ khá nguy hiểm được xử lý dễ dàng bởi một thiết bị ngoại vi đơn giản.

Dưới đây là sơ đồ bố trí của một vi điều khiển 8 bit phổ biến, PIC16F690 . Lưu ý các thiết bị ngoại vi được sắp xếp ở phía dưới:

Bạn đang đưa ra một số giả định không chính xác. Ngoài ra, có, bạn đã làm cho câu hỏi khó hiểu nhất có thể. Nghiêm túc.

PWM có thể được thực hiện đồng thời với các quá trình khác. Nếu được thực hiện trong phần mềm, bạn sử dụng các ngắt hẹn giờ để tạo tín hiệu PWM trên chân GPIO. Các ngắt khác có thể chạy, và quá trình chính là làm những việc không liên quan. Ngoài ra, nhiều MCU có thể thực hiện PWM trực tiếp trong thiết bị ngoại vi hẹn giờ, giải phóng MCU để làm những việc khác.

Đối với các Ghim I / O, chúng được ghép kênh. Nhưng bạn đang kiểm soát cách chúng được ghép kênh, vì vậy đó không thực sự là một vấn đề.

Hầu hết các chân I / O trên vi điều khiển là đa chức năng, nhưng tôi sẽ không gọi chúng là ghép kênh.

Ví dụ, một số chân trên một AVR có thể được sử dụng làm đầu vào kỹ thuật số, đầu ra kỹ thuật số hoặc đầu vào tương tự. Thông thường bạn sẽ chọn chức năng mong muốn là một phần của việc khởi tạo chương trình và không thay đổi chức năng này sau đó (mặc dù tôi có thể thấy một số lý do để thay đổi đầu vào tương tự thành đầu vào kỹ thuật số để xem cùng một tín hiệu.)

Đối với đầu ra kỹ thuật số, một khi các chân được đặt thành đầu ra, chúng sẽ giữ giá trị cuối cùng mà bộ xử lý ghi cho chúng - không cần phải "làm mới" chúng theo định kỳ.

Trong một ví dụ đơn giản về thiết bị ngoại vi PWM phần cứng vi điều khiển, bộ đếm 8 bit có thể được kết nối với bộ so sánh kỹ thuật số 8 bit. Bộ vi điều khiển sẽ tải một số vào bộ so sánh và tăng bộ đếm với đồng hồ hệ thống hoặc một số phiên bản chia trước của nó. bộ đếm sau đó sẽ chạy tự do, đếm từ 0 đến 255 và trở về 0 liên tục. Bộ so sánh sẽ có đầu ra cho biết giá trị bộ đếm lớn hơn hay nhỏ hơn giá trị bộ so sánh. Điều này sẽ trở thành đầu ra PWM. Khoảng thời gian của PWM sẽ là bao lâu để bộ đếm hoàn thành một chu kỳ đếm và chu kỳ nhiệm vụ sẽ là phần nào của tổng số được biểu thị bằng giá trị so sánh. Mã vi điều khiển sẽ không có gì để làm ngoại trừ thiết lập phần cứng ban đầu và thay đổi dữ liệu so sánh khi muốn thay đổi pwm. Các PWM sẽ tạo ra một luồng xung PWM liên tục mà không cần bộ xử lý chú ý.