本だけ持って

PICマイコンのＰＷＭの設定は結構面倒です。
ＰＷＭの設定方法を根本から学ぶにはマニュアルを
読むのが一番ですが、あいにく英語のマニュアルしか
有りません。

ここで仕方なしに英語マニュアルを翻訳して、自分なりの
解説を加えました。

これは ＰＩＣ１２Ｆ６８３のマニュアル のＰＷＭの部分の日本語訳です。

１１．３　ＰＷＭモード

ＰＷＭモードはＣＣＰ１ピンにＰＷＭ信号を発生させる。
デューティ・サイクル（Ｄuty cycle)、周期（period)と分解能
(resolution）は次のレジスターで決められる。

・ＰＲ２
・Ｔ２ＣＯＮ
・ＣＣＰＲ１Ｌ
・ＣＣＰ１ＣＯＮ

ＰＷＭモードにおいては、ＣＣＰモジュールはＣＣＰ１ピンに
１０ビットの分解能のＰＷＭを出力する。
ＣＣＰ１ピンはポート・データーラッチと多重化されている為に
このピンのＴＲＩＳはＣＣＰ１ピンが出力となるようにクリアー
されなければならない。

ノート: CCP1CONレジスターをクリアーするとＣＣＰ１ピンの
ＣＣＰ１コントロールは解除される。



　　 図　１１－１に単純化されたＰＷＭのブロック図を示します。
図　１１－４に典型的なＰＷＭの波形を示します。

ＰＷＭの為のＣＣＰモジュールの一歩一歩のセットアップ
方法は１１．３．７のセクション「ＰＷＭオペレーションの
セットアップ」を見られたし。

図　１１－３　簡略化された　ＰＷＭのブロック図


Ｎｏｔｅ
１：８ビットのタイマーであるＴＭＲ２レジスターは、
　　１０ビットのタイムベースを作る為に、２ビットの内部クロック（Ｆｏｓｃ）
　　又は２ビットのプリスケーラーに結合される。
２：ＰＷＭモードに於いてはＣＣＰＲ１Ｈは読み込み専用レジスタである。

ＰＷＭのアウトプット（図　１１－４）はタイムベース（周期）と
出力がハイ（Dutyサイクル）になる時間を有する。






Dutyセット　サンプルコード

void set_duty(unsigned int duty){
    //上位８ビットを　CCPR1Lにセット
    CCPR1L =  duty >> 2;  
    //下位2ビットをCCP1CONの４、５ビットセットする
    CCP1CON |= (duty & 0x0003) << 4; 
}

11.3.1　ＰＷＭの周期

PWMの周期はＴｉｍｅｒ２のＰＲ２レジスターに設定される。
ＰＷＭの周期は次の式で計算される。

ＴＭＲ２がＰＲ２と同じになった時、次のアップカウント・サイクルで
３つのイベントが発生する。
・ＴＭＲ２がクリアーされる
・ＣＣＰ１ピンがセットされる（例外：PWMのDutyが０の
　場合はこのピンはセットされない）
・ＰＷＭのDutyサイクルがＣＣＰＲ１ＬからＣＣＰ１Ｈに
　ラッチされる。

Ｎｏｔｅ：
Timer２のポスト・スケーラー（セクション７．０の「Ｔｉｍｅｒ２モジュール」
を参照のこと）はＰＷＭの周波数の設定には使われない。

11.3.2 ＰＷM DUTY サイクル

PWMのＤｕｔｙサイクルはＣＣＰＲ１ＬレジスタとＣＣＰ１ＣＯＮレジスタの
ＤＣ１Ｂ<1:0>の複合レジスタに１０ビットのデーターを書き込むことにより
指定される。
ＣＣＰＬ１Ｌは８ビットのＭＳｂｓとＣＣＰ１ＣＯＮレジスタのＤＣ１Ｂ<1:0>の
ＬＳｂｓ2ビットを有する。
ＣＣＰ１ＬとＣＣＰ１ＣＯＮレジスタのＤＣ１Ｂ<1:0>は好きな時に書き込む
事が可能である。
ＰＷＭのＤｕｔｙはＰＷＭのサイクルが終了した時に初めて、ＣＣＰＲ１Ｈに
書き込まれる（たとえばＰＲ２とＴＭＲ２のレジスターが同じになった時)。
ＰＷＭモードの時はＣＣＰＲ１Ｈレジスターは読み込み専用となる。

ＰＷＭのパルス幅は11-2の式で計算され、

ＰＷＭのＤｕｔｙは11-3の式で計算される。

ＣＣＰＲ１Ｈレジスターと２ビットの内部ラッチはＰＷＭのDutyの
ダブルバッファとして使われる。
ダブルバッファリングは基本的にはＰＷＭ操作時のグリッジを
防ぐためのものである。

８ビットタイマーであるＴＭＲ２レジスターは、２ビットのシステムクロック
Ｆosc又は、2ビットのプリスケーラーと複合され、１０ビットのタイマーとなる。

１０ビットのタイムベースがＣＣＰＲ１Ｈと2ビットラッチと一致した時、
ＣＣＰ１ピンはクリアーされる(図　１１－１を参照).

11.3.3 ＰＷＭ　分解能

分解能は与えられた周期に幾つのＤｕｔｙサイクルが可能かで
決定される。
たとえば、１０ビットの分解能は１０２４の別々のＤｕｔｙサイクルを
得ることが出来るが、８ビットの分解能は２５６のＤｕｙｔｓサイクル
を得る。

分解能の最大はＰＲ２が２５５のとき、１０ビットである。
分解能はＰＲ２レジスター値の関数で１１－４式であらわされる。





Note:
　仮にパルス幅が周期より広い場合は、ＰＷＭのピンは
　変化しない。

11.3.4 スリープモード中の操作

スリープモード中はＴＭＲ２レジスタはインクリメントしません。
そしてモジュールの状態も変化しません。
もしＣＣＰ１のピンに出力がある場合、そのまま出力し続けます。
そのデバイスが起き上がった（ウエイク・アップ）した時は、
ＴＭＲ２は前の状態を保持します。

11.3.5 システムクロックが変化した時

ＰＷＭの周波数はシステムクロックにより供給されます。
システムクロックの辺かはＰＷＭの周波数に変化を与えます。
セクション３．０
"Oscillator Module (With Fail-SafeClock Monitor)"
の追加情報を参照のこと。

11.2.6　リセットの効果

リセットは全てのポートを強制的に入力モードにし、
ＣＣＰレジスタをリセットの状態にします。

11.3.7 ＰＷＭオペレーションのセットアップ

ＰＷMのオぺーレーションには次の手順を実行します。
１、関連したＴＲＩＳビットをセットすることで、ＰＷＭ　pin(ＣＣＰ１）
の出力ドライバーを無効にします。

２、ＰＲ２レジスターをセットしてＰＷＭの周期をセットします。

３、ＣＣＰ１ＣＯＮレジスタに適当な値を入れて、ＣＣＰモジュールを
ＰＷＭモードにします。

４、ＣＣＰＲ１ＬレジスターとＣＣＰ１ＣＯＮレジスタのＤＣ１Ｂビットを
設定してＤｕｔｙサイクルを設定します。

５、Ｔｉｍｅｒ２のスタート
　　・ＰＩＲ１レジスタのＴＭＲ２ＩＦ割り込みフラグをクリアーします。
　　・Ｔ２ＣＯＮレジスタのＴ２ＣＫＰＳビットにＴｉｍｅｒ２のプリスケール
　　値を設定します。
　　・Ｔ２ＣＯＮレジスタのＴＭ２ＯＮビットをセットしてＴｉｍｅｒ２を起動します。

６、ＰＷＭの新しいサイクルが始まったら、ＰＷＭの出力を許可します。
　　・Ｔｉｍｅｒ２がオーバーフローするのを待ちます。
　　　（ＰＩＲ１レジスターのＴＭＲ２ＩＦビットをセットします）
　　・関連したＴＲＩＳビットをクリヤーして、ＣＣＰ１ピンの出力を
　　　有効にします。

簡単な実験回路とソースコード

さて上のマニュアルに従って最も簡単な回路、
ボリュームの値を読み取ってその値でＬＥＤの輝度を
ＰＷＭで変える回路です。

ＡＮ０（ＧＰ０）に０～５Ｖのボリュームの電圧がかかります。
それをＡ／ＤのＡＮ０で読み込み、その読み込み値を
ＤｕｔｙにしてＰＷＭを行い、ＬＥＤを駆動します。

クロックは８Ｍ、ＴＭＲ２のプリスケーラーは１を設定、
PR2 = 255 として　ＰＷＭの分解能は１０ビット１０２４となります。
ＰＷＭの周期は、
(255 + 1) x 0.125μSec x 4 = 128　μSec =7.81Khz
となります。
もちろんＬＥＤ駆動でこんな高い分解能と周波数は必要
有りませんが、あくまでも実験です。
（周波数と分解能が高くていけないと言うことは無く、
これでもきちんとＬＥＤの調光は出来ました。)



回路図です。


バラックで組み立てた実験サーキットです。


ＰＷＭのオシロスコープ波形です。




以下この実験に使用したコードを載せます。

#define _LEGACY_HEADERS
#include 
#define _XTAL_FREQ 8000000      //8MHz

__CONFIG(WDTDIS & PWRTEN & BOREN & INTIO & 
         MCLRDIS & IESODIS & FCMDIS & UNPROTECT);

void ini_set();
unsigned int adc_read(unsigned char ch);
void pwm_start();
void set_duty(unsigned int duty);

/***********************************
      初期設定
***********************************/
void ini_set(){
    GIE = 1;    //全体割り込みの許可
    PEIE = 1;   //周辺割り込みの許可

    OSCCON = 0b01110000; //内蔵発振器 8MHz使用に設定
    
    //以下２行はＡ／Ｄの読み込みでＰＷＭの設定とは無関係です
    ANSEL  = 0b01011000; //AN3をアナログに FOSC /16
    ADCON0 = 0b10000000; //AD分周比 1/16
    
    //PWMの出力はＧＰ２ですがこの段階では１の入力にしてあります   
    TRISIO = 0b00010101; //GP0,4,2 を 入力 = 1
}

void main() {
    unsigned int value;  //A/D　読値　１０ビット
    ini_set();
    pwm_start();
    while(1){
        value = adc_read(3); // A/Dの読み込み
        set_duty(value);     //PWMセット
    }
}

/**************************************
 　　　内臓PWMのDutyの設定
    　　ＤutyはA/Dの読み値そのままで
　　　１０ビットで設定されます
***************************************/
void set_duty(unsigned int duty){
    //上位８ビットを　CCPR1Lにセット
    CCPR1L =  duty >> 2;  
    //下位2ビットをCCP1CONの４、５ビットセットする
    CCP1CON = (duty << 4) | 0x0C;
}

/***************************************
    PWMのスタート
***************************************/
void pwm_start(){
    //Timer2を使った、組み込みのPWMのスタート
    CCP1CON |= 0b00001100; //PWMモードにする 
    PR2 = 255 ;
    T2CON =0b00000100;  //プリスケールを１に設定
    
    //Timer2がカウントアップするのを待っています
    while(!TMR2IF)
           ;
    //ここでようやくＰＷＭの端子を出力に設定します
    TRISIO2 = 0;
    //TRISIO = 0b00010001;
}

/*****************************************
   A/Dコンバーターの読み込み 10ビットで返す
*****************************************/
unsigned int adc_read(unsigned char ch){
    //右詰め、電源基準、A/D有効化　＋　チャンネルセレクト
    ADCON0 = 0b10000001 + (ch << 2);  
    __delay_us(20);
    GODONE = 1;
    while(GODONE);
    return (ADRESH * 256 + ADRESL) ;
}