航空機モデル用のLEDコントローラー

少し前に、 航空機モデルのゲートの作り方に関する記事に出会いました。 実際、私は実際に電子機器に関与したくありませんでしたが、何らかの理由で、モデルに異なるウインカーを置くというアイデアに夢中になりました。 一部の人は要点を理解していません-上から下に向かってLEDストリップでモデルにしがみつくほうがよく、遠くからでも美しく見えます。 しかし、私はモデルをコピーすることを好みます。つまり、すべての電球、ストロボ、ヘッドライト、その他のライトは、オリジナルと同じようにオンとオフを切り替える必要があります。

いくつかの理由から、提案されたオプションは私に合わなかった。 この記事では、航空機モデル用の点滅および非点滅LEDコントローラーのバージョンについて説明しました。

コントローラーはATTiny13Aに基づいています。 この記事は、AVRマイクロコントローラーを扱う人にも役立ちます。 私はすべてを噛んで棚に置いてみたので、この記事は主に初心者に興味があります。

このビデオから鉄片の能力を推定できます。

エントリー

私がこの質問を選び始め、その記事で提案されたボードをはんだ付けさえしたとき、これは私が必要とするものではないことが判明しました。 まず、順番にのみ点滅できるチャネルは2つしかありません。 タイミングを調整できますが、アルゴリズムはファームウェアに組み込まれています。 第二に、ボード上にはグラムを追加する3つのボタンが既にあります。 フライトごとにウィンカーをモデルごとに再配置したり、LEDを再プログラムしたりすることはありません。つまり、これらのボタンは不要です。 ワイヤーをコントローラーに直接はんだ付けし、必要なアルゴリズムをプログラムすることに一度同意します。 最後に、3番目に、ファームウェアはソースコードなしのバイナリ形式でしかありません。つまり、何も変更することは不可能です。

次のモデルを考えて、私はすぐに必要なLEDの数とそれらが点滅する方法を見つけました。 「国勢調査」の結果、4つのチャネルが必要であることがわかりました（各チャネルには2〜3個のLEDがありました）。

• BANO（空borne航空機ナビゲーションライト-翼の端にある緑と赤のライト）-これらは常に点灯しています
• 着陸灯-リモコンのオン/オフ、つまり 回路は受信機からのPWM信号に応答する必要があります
• ゲート-時々短く点滅する白色光と時々点滅する白色光
• 点滅ビーコン-回転する古い学校のチューブ点滅ビーコンに似た、スムーズにオン/オフする赤いライト。

モデルは大きく、飛ぶ。 そして、それはLEDが見えるべきであり、強力でなければならないことを意味します。 前のモデルでは、私はシングルワットLEDでBANOを行いました-明るい晴れた日の夕方でも、50mの距離から完全に見えます。 これが私のサイズです。

強力なLEDに電力を供給することはそれほど簡単ではないことがわかりました。 ボードには、リニアスタビライザー（モーターコントローラーボード上）からの電力しかありません。 つまり、1つの強力なLEDでも（もちろん抵抗を介して）接続すると、非常に大きな熱損失が発生します。 非常に大きいため、レギュレーターの収縮が溶けて穴になります。 計算の詳細はこちら

パルス電圧レギュレータの方が優れていますが、結局のところ、LEDは電圧ではなく電流を安定化する必要があります。 利点はmikruhaであることがわかりました。 これは私がここで説明した準備の第2部でした。

エレクトロニクス

要件を処理しました。 それははんだごてを取る時間です。

私は電子工学、一般的には初心者です。 そのため、私はAcinonyxから回路を創造的に作り直しました（それはVETERAN SCOOTERから回路を借りました）。 以下を変更する必要がありました。

• 投げボタン
• 受信機からPWM入力を取得する
• 3つのレッグATTinyは出力として識別し、LEDドライバーをそれらに接続します
• 常に有効になる4番目のドライバーを追加します（BANOの場合）

一般に、オリジナルの残りはほとんどありません。

ドライバーとして、ZXLD1350超小型回路の使用に成功しました。これは、シングルワットLED（最大電流350mA）に電力を供給するように正確に設計されています。 さらに、総供給電圧にすべてをまとめて投資した場合、各チャネルで任意のLEDを直列に配置できます。 つまり 3S（11.1V）バッテリーから回路に給電する場合、各チャンネルに最大3個のLEDを置くことができ、それぞれの3.2Vが下がります。

PWM入力と同じワイヤを使用して、受信機とは別にマイクロコントローラーに電力を供給しました。



スキーム。 各チャネルは、データシートのスキームに従って構築されます。 ボードにはこのようなチャネルが4つあります（1つだけ描画しました）。 私は3つのLEDを描きましたが、私が言ったように、各チャネルに任意の数のLEDを置くことができます。 LEDを異なる色（異なる電圧降下）にすることもできます。主なことは、LEDが同じ電流用に設計されることです。 ドライバ自体は、ダイオードを流れる電流が350mAを超えないように、このような電圧を選択します。

3つのチャンネルのADJ入力は、トランジスタを介してコントローラー出力に接続されます。 ZXLD1350ドライバーには、コントローラーからLEDをオン/オフできる特別なメカニズムがあります。 さらに、入力電圧を変更するか、PWMを使用することにより、輝度をスムーズに調整できます。 これは0.3Vから2.5Vの有効な入力電圧であり、コントローラから5Vを出力します。 幸いなことに、データシートでは、トランジスタの形のソリューションを推奨しています。 このトランジスタが論理状態を反転させることだけを考慮する必要があります-コントローラーの足のゼロはLEDをオンにし、ユニットをオフにします。 ただし、これはプログラムで修正する問題ではありません。

重量を節約するために、両面ボードを作成することにしました。 私はLUTとは友達になりませんでしたが、フォトレジストですべてが初めてうまくいきました。 私もはんだマスクで遊んでみましたが、技術に違反し、マスクが病気になりました（そして、いくつかの場所で完全に落ちました）。 エラーは将来的に考慮されますが、この試みはそのままにします。 とにかく初めて転がります。





PCBレイアウト。 端の十字はドッキングマークです。 私はテクストライトを少し余白で切り取り、十字の場所に穴を開けてからマスクを組み合わせました。 穴の金属化は行わず、ジャンパーを管理しました。 さて、コンデンサーの脚は側面間のジャンパーとしても機能します。



完成品。 フレームで余分なテキソライトがトリミングされました。 その結果、27x22mmのショールと4gの重量になりました。 さて、ワイヤとコネクタの別の2gが判明しました。 デバイスは、標準の3ピンJRコネクタを介して受信機に接続されます。 LEDドライバは、バッテリーバランシングコネクタから電力を受け取ります。





1WはZXLD1360チップを少し見ることができます。 3W LED（電流750mA）に電力を供給するように設計されています。 配線図とピン配置は同じであるため、ボードの配線が適切です。 一部のパーツの値のみを変更する必要があります、データシートを吸ってください。

両面ボードのエッチングをまだ行っていない人のために、片面用のいくつかのオプションを投稿します-チャンネル2、3、4。

私はebeeで中国人からLEDを買いました 。 ラジエーターなしで特に購入しましたが、どこにでも収まりません。 ラジエーターとしてアルミニウム片を使用しました。 LEDは、特殊な熱伝導性テープまたは接着剤を使用して取り付けることができます。 これはテストバージョンでの外観です（ここではラジエーターが小さく、ウォームアップ中です）



そして、以前のモデルも同様です。

ファームウェア

今、あなたはこの鉄片に命を吹き込む必要があります。 Scooter VETERANからのファームウェアのソースがインターネット上で見つからなかったので、私はすべて自分でやらなければなりませんでした。 いいえ、もちろん、何が入っているかを見るためにファームウェアを分解しましたが、ATTiny13仕様を読むだけの方がはるかに便利でした。

マイクロコントローラーには1KBのフラッシュしかないという事実にもかかわらず、私はCで書くことにしました。これはより便利で視覚的です。 もちろん、Arduinoのスケッチは何らかの方法で簡単になりますが、私が計画したすべてがコントローラーのメモリに収まるわけではありません。 したがって、下位レベルに移動して、レジスタを直接プログラムする必要がありました。 驚いたことに、コンパイラー（Atmel Studio 6のgcc 3.4.2）はかなり良いコードを生成しました。 確かに、コンパイラが最適ではない動作をする場所がいくつかありましたが、これらの場所は調整することができました。

ファームウェアのアーキテクチャ上の問題は、いくつかの概念的に異なるアクションを同時に行う必要があることです-ここで点滅、 ここで点滅せず、 ここで魚を包み 、PWM入力を聞き、それからPWM出力を生成します。

古典的な例を挙げましょう。 1つのLEDを点滅させる必要がある場合はどうなりますか？ それでは、プログラムは次のようになります。

while(1) { led1(on); delay(500); led1(off); delay(500); } 

しかし、2つのLEDを点滅させる必要があり、周波数が異なる場合でもどうでしょうか？ まあ、もちろん、あなたはこのような何かを歪曲して書くことができます：

 while(1) { led1(on); delay(300); led2(on); delay(200); led1(off); delay(500); led2(off); delay(200); } 

しかし、タイミングとオンオフの順序を選択することは非常に難しいでしょう。 可能であれば、もちろん（疑わしい）。 そして、3つのダイオードで点滅する必要がある場合はどうなりますか？ そして4つ？

正しい解決策はタイマーを使用することです。 しかし、問題があります。マイクロコントローラーのタイマーは1だけで、それでも8ビットです。

実際、タイマーが1つある場合、多くのソフトウェアタイマーを作成できます。 このように見えます：ハードウェアタイマーは高周波数で刻々と過ぎています。 タイマー操作ごとに、ハンドラーは、プログラムタイマーの設定時間が切れたかどうかを確認します。 判明した場合は、ハンドラーを呼び出す必要があります。

コードでどのように見えるか見てみましょう。

 // Pointer to a timer handler typedef void (*eventHandler)(); // Software timers list typedef struct timer_t { uint16_t timeout; eventHandler handler; } timer_t; #define TIMERS_LIST_SIZE 5 timer_t timersList[TIMERS_LIST_SIZE]; 

プログラムタイマーは、メイン（鉄）タイマーがハンドラーを呼び出す前にスクロールしなければならない回数のカウンターです。 ハンドラーへのポインターが添付されます。 これらのエントリのうち3つはタスクに十分ですが、念のため、5つの要素のサイズでプログラムタイマーのリストを作成しました。

マイクロコントローラのタイマーの設定の問題については、少し後で説明します。 そして今、ソフトウェアタイマーの実装について。 初期化関数はシンプルに見えます-タイマーのリストをリセットします

 void setupEventQueue() { // Clear timers list memset(timersList, 0, sizeof(timersList)); } 

プログラムタイマーを追加するには、空のスロットを探し、そこにタイムアウト値とハンドラーへのポインターを入力するだけです。 コントローラのスペースを節約するためのエラーチェックはありません。

 void addTimer(eventHandler handler, uint16_t timeout) { // Search through the timers list to find empty slot for(timer_t * timer = timersList; timer < timersList + TIMERS_LIST_SIZE; timer++) { if(timer->handler != NULL) continue; // Add the timer to the list timer->handler = handler; timer->timeout = timeout; break; } } 

主なサイクルは次のとおりです。

 void runEventLoop() { runTimer(); // Set up sleep mode set_sleep_mode(SLEEP_MODE_IDLE); while(1) // Main event loop { wdt_reset(); // Sleep until the timer event occurs sleep_enable(); sleep_cpu(); sleep_disable(); //Iterate over timers for(timer_t * timer = timersList; timer < timersList + TIMERS_LIST_SIZE; timer++) { // Skip inactive timers if(timer->handler == NULL) continue; if(timer->timeout) // Decrement timeout value { timer->timeout--; } else // If it is already zero - execute handler { timer->handler(); timer->handler = NULL; } } } } 

まず、タイマーを開始します（以下で詳しく説明しますが、それほど簡単ではありません）。 積極的に待つのではなく、睡眠を使用します。 各サイクルの開始時に、プロセッサはアイドルモードに入ります。 これは、CPU自体がスリープ状態になることを意味しますが、すべてのタイマー（OK、すべて、1つです！）は引き続き動作します。 タイマーが最後までカウントし、ゼロにリセットされると、割り込みが発生し、プロセッサが起動してプログラムがさらに進みます。 必要なものだけです。

はい、LEDウインカーで多くの電力を節約することはできませんが、将来は同じフレームを眠りに落ちることが非常に役立つ他のアプリケーションで使用できます。

目が覚めたら、ソフトウェアタイマーのリストを調べる時間です。 各レコードで、カウンター値を減らします。 すでにゼロに達している場合は、ハンドラーを呼び出し、その後、リストからタイマーを削除します（ハンドラーへのポインターにNULLを書き込むことにより）。

すべてが1つのスレッドで行われるため、ミューテックスとロックは不要です。

固定周波数でLEDを点滅させるには、プロセッサは次のようになります。LEDの状態を反転させ、しばらくしてから同じプロセッサを再度呼び出すようシステムに要求します。

 #define LED_A_PIN PORTB0 void toggleLedATask() { PORTB ^= (1 << LED_A_PIN); addTimer(toggleLedATask, TIMEOUT_MS(300)); } 

これが機能するには、ハンドラーが何らかの形で初めて呼び出す必要があります。 これを行うには、メインループを開始する前に、0ミリ秒の遅延（つまり、最初の機会）でハンドラーを呼び出す時間であるというメッセージをキューに入れます。

 int main(void) { // Set up ports PORTB = 1 << LED_A_PIN; // LEDs switched off DDRB = 1 << LED_A_PIN; // output mode for LED pins setupEventQueue(); addTimer(toggleLedATask, TIMEOUT_MS(0)); sei(); runEventLoop(); } 

まず、出力用のピンをここで構成します。 LEDはインバータを介して接続されていることを思い出させてください。 したがって、デフォルトのLEDをオフにするには、ポートにユニットを書き込む必要があります。

まあ、前後に点滅するのは面白くない。 何かもっとかっこいい？ たとえば、一度フラッシュしてから、一時停止した後、2回点滅してから3回繰り返して、振って、かき混ぜないでください。 まあ、これも難しくありません。

 #define LED_B_PIN PORTB1 uint8_t delayIndex = 0; const uint16_t delays[] = { TIMEOUT_MS(100), //on TIMEOUT_MS(700), //off TIMEOUT_MS(100), //on TIMEOUT_MS(200), //off TIMEOUT_MS(100), //on TIMEOUT_MS(700), //off TIMEOUT_MS(100), //on TIMEOUT_MS(200), //off TIMEOUT_MS(100), //on TIMEOUT_MS(200), //off TIMEOUT_MS(100), //on TIMEOUT_MS(1200), //off }; void complexLedTask() { PORTB ^= (1 << LED_B_PIN); uint16_t delay = delays[delayIndex]; delayIndex ++; if(delayIndex >= sizeof(delays)/sizeof(uint16_t)) //dim(delays) delayIndex = 0; addTimer(complexLedTask, delay); } 

タイミングの表を作成するだけです。 ハンドラーは毎回、LEDの状態を変更し、表に示されている時間待機します。

いくつかのLEDを同時に独立して点滅させるには、ポートを設定してハンドラーのリストに追加することを忘れずに、いくつかの同様のハンドラーを追加するだけです。

 int main(void) { // Set up ports PORTB = 1 << LED_A_PIN | 1 << LED_B_PIN | 1 << LED_C_PIN; // LEDs switched off DDRB = 1 << LED_A_PIN | 1 << LED_B_PIN | 1 << LED_C_PIN; // output mode for LED pins setupEventQueue(); addTimer(toggleLedATask, TIMEOUT_MS(0)); addTimer(complexLedTask, TIMEOUT_MS(0)); addTimer(blinkLedCTask, TIMEOUT_MS(0)); sei(); runEventLoop(); } 

もちろん、このスタイルのプログラミングにまだ慣れる必要がありますが、一般に、このアプローチはうまく機能します。 大規模なコンピューター用のマルチスレッドアプリケーションを作成している場合、通常、各スレッドには永遠のループがあり、場合によっては何らかのスリープまたは待機があります。 上記のハンドラーは同じ永遠のループの本体であり、addTimer（）呼び出しは同じスリープであると考えてください。

メインタイマーはどのくらいの頻度でチェックする必要がありますか 頻繁にカチカチ音をたてない場合、測定された時間間隔の精度が低下します。 一方、タイマーサイクルごとに、一定数の有用なアクションを実行する必要があります。 そして、これらのアクションは、次のタイマーサイクルの前に完了する必要があります。 そのため、タイマーはカチカチ音をたて、あまり頻繁に同じではありません。

つまり まれではありません。 しかし、どのように正確に？ さて、前のタスクでは、可能な値の範囲は非常に広いです。 ただし、「PWM入力を聞く」というタスクも覚えておく必要があります。 より具体的には、持続時間が800-2200μsのパルスがあり、この長さを測定する必要があります。 タスクでは、リモートコントロールからのコマンドによってLEDをオン/オフします。これを考慮します。パルスが1500 µsより短い場合、LEDはオフになり、長くなるとオンになります。

マイクロコントローラとタイマーの言語に翻訳して、測定された時間の長さにタイマーのティックがいくつ入るかをカウントします。 この問題は、パルス幅がしきい値にほぼ等しいときに発生します。 その後、誤ったアラームが発生し、パルス長が変わるとLEDが点滅します。 まばたきの可能性を減らすには、パルス長をより正確に測定する必要があります。 タイマーの分解能は1〜2μsの範囲内にあるべきだと思います-そのような分解能は測定の十分な精度を提供します。

特定の数値について話しているため、マイクロコントローラーの周波数を把握する必要があります。 コントローラーは、内部ジェネレーターと外部ジェネレーターからクロックを供給できます。 外部ジェネレーターはより正確ですが、これらは追加の詳細と重量です。 はい、そして正確さは本当に必要ありません。 128kHz、4.8MHz、および9.6MHzは、内部ジェネレーターから利用できます。 128kHzでは十分ではありません。他の2つのオプションから選択します。

タイマーは、マイクロコントローラーと同じ周波数を持つか、8、64、256、または1024の分周器を使用できます。タイマー自体は0から255までカウントしてから0にリセットされます。分周器が1ティックを使用しない場合タイマーは1つのプロセッサティックに対応します。これはほとんどの場合、1つのコマンドに対応します。 完全なタイマーサイクルごとに有用な作業を行うつもりでした。 しかし、256チームごとにこの作業を行う必要がある場合、この作業を行う時間がないでしょう（または非常に小さいはずです）。

したがって、4.8 MHzから9.6 MHz、および分周器8、64、および256を選択する必要があります。私にとっては、分周器8を備えた4.8 MHzのバリエーションはかなり良いです。 タイマーは、4.8 MHz / 8 = 600 kHzの周波数で作動します。 これは、1ティックに1.666mksがかかることを意味します。 希望する1〜2 mkにちょうど収まります。 フルタイマーサイクルには1,666 * 256 = 426.66μsかかります。 プログラムタイマーとして、16ビット変数を使用します。これは、期間65536 * 426.66μs= 27.96 sを測定できることを意味します（同じ426.66μsの精度で）

タイマー開始コード：

 void runTimer() { // Reset timer counter TCNT0 = 0; // Run timer at 4.8MHz/8 = 600 kHz // This gives 1.667 uSec timer tick, 426.667 uSec timer interval // Almost 28 seconds with additional 16bit SW timer value TCCR0A = 0; // Normal mode TCCR0B = 0 << CS02 | 1 << CS01 | 0 << CS00; // run timer with prescailer f/8 } 

上記のコードでは、不可解なTIMEOUT_MSマクロを使用しました。 それを解読する時が来ました。

 #define TIMEOUT_MS(t) ((uint32_t)t * 600 / 256) //4.8MHz / (8 prescailer * 256 full timer cycle * 1000 since we are counting in ms) 

このマクロは、指定されたミリ秒数の測定に必要な426.6μsでサイクル数を決定します。 残念ながら、完全な式（解説にある式）にぶつかると、コンパイラは処理できないひどい渦を生成し始めました。 今では理解できない600/256に数式を数え直す必要がありました。

しかし、PWM入力のリスニングに戻ります。 わかりやすくするために、すべてがどのように機能するかをもう一度説明しますが、言い換えれば。 メインの8ビットタイマーは0から255まで刻みます。タイマーサイクルが完了するたびに、プログラムタイマーのリストを処理し、必要に応じてハンドラーを実行します。 さらに、8ビットタイマー自体の値を使用して、入力でのパルス長を測定します。 これは非常に簡単に行われます。衝動が始まると、タイマーの値を記憶します。 パルスが進むと、タイマーは刻み続けます。 パルスが終了するまでに、タイマーは新しい値に低下します。 したがって、値の差により、1ティックの時間（1,666μs）を乗算するだけでパルス長を計算できます

やめて！ 8ビットタイマーがあります。つまり、この方法で測定できるのは最大256 * 1.66 = 426.66マイクロ秒のパルスのみで、最大2200マイクロ秒の入力パルスです。 関係ありません！ 必要に応じて多くの上位バイトを追加することにより、タイマーカウンターを人為的に拡張できます。 通常のバイナリ演算は機能します-下位バイトがオーバーフローすると、上位バイトが増加します。

 // Additional high byte for 8bit timer value volatile uint8_t tcnth; void runTimer() { // Reset timer counters tcnth = 0; TCNT0 = 0; // Run timer at 4.8MHz/8 = 600 kHz // This gives 1.667 uSec timer tick, 426.667 uSec timer interval // Almost 28 seconds with additional 16bit SW timer value TCCR0A = 0; // Normal mode TCCR0B = 0 << CS02 | 1 << CS01 | 0 << CS00; // run timer with prescailer f/8 TIMSK0 = 1 << TOIE0; } 

ほとんどすべてが同じです。 tcnth変数のみが追加されました-タイマー内の下位バイトに加えて「上位」バイト。 最後の行も重要です-タイマーオーバーフロー割り込みが含まれています。 この割り込みは、上位バイトをインクリメントします。

 ISR(TIM0_OVF_vect) { // Increment high byte of the HW counter tcnth++; } 

tcnth変数はvolatile宣言されていることに注意してください。 このキーワードがないと、プログラムの別の部分のコンパイラーは、変数が変更されないと判断し、過剰を最適化する場合があります。 彼は、変数が割り込み（実際には別のスレッド）で変化することを知りません。

パルスの開始と終了をキャッチするには、このために特別に設計されたピン変更割り込みを使用できます。これは、入力の値が変更されたときに呼び出される割り込みです。 T.O. 入力を絶えずポーリングする必要はありません-マイクロコントローラーがすべての作業を行います。 この割り込みのハンドラーのみを記述できます

 uint16_t pwmPulseStartTime; #define PWM_THRESHOLD 900 // number of pulses in 1500 uS at 4.8MHz with /8 prescailer = 1500 * 4.8 / 8 = 900 // Pin Change interrupt ISR(PCINT0_vect) { /* // Get the current time stamp uint16_t curTime = (tcnth << 8) + TCNT0; Unfortunately gcc generates plenty of code when constructing 16 bit value from 2 bytes. Let's do it ourselves */ union { struct { uint8_t l; uint8_t h; }; uint16_t val; } curTime; // Get the current time stamp curTime.h = tcnth; curTime.l = TCNT0; // It may happen that Pin Change Interrupt occurs at the same time as timer overflow // Since timer overflow interrupt has lower priority let's do its work here (increment tcnth) if(TIFR0 & (1 << TOV0)) { curTime.h = tcnth+1; curTime.l = TCNT0; } if(PINB & (1 << PWM_INPUT_PIN)) // On raising edge just capture current timer value { pwmPulseStartTime = curTime.val; } else // On failing edge calculate pulse length and turn on/off LED depending on time { uint16_t pulseLen = curTime.val - pwmPulseStartTime; if(pulseLen >= PWM_THRESHOLD) PORTB |= (1 << LED_C_PIN); else PORTB &= ~(1 << LED_C_PIN); } } 

ハンドラーの最初の部分は、タイマーカウンターの値をプルすることに専念しています（追加の外部バイトによって拡張されます）。 残念ながら、額の値を読み取ることはできませんでした-時々、LEDが自発的に点滅しました。 これは、2つの割り込みがほぼ同時に発生したためです。 また、タイマー割り込みの優先度は低いため、ハンドラーは必要なときに呼び出されないことがありました。 その結果、上位バイトは増加しませんでした。つまり、合計値は256単位少なくなりました。 これは不可欠です。

解決策は非常に簡単です-タイマーオーバーフローが発生したかどうかを確認し、発生した場合は、オーバーフローハンドラーと同じ作業を行います-上位バイトに+1します。

この時点で、私はgnatによって生成されたコードの非最適性につまずきました。 コード（tcnth << 8）+ TCNT0はこのようにコンパイルされ、シフトと追加が行われます。 また、最適化が含まれているにもかかわらず（-O1）。 この場所では、2バイトを16ビット数として解釈する必要があります。 私は組合で庭を囲わなければなりませんでした。

ハンドラーの2番目の部分は、実際に役立つ仕事をします。 衝動の始まりを捉えた場合は、変数pwmPulseStartTimeのタイムスタンプを覚えておいてください。 パルスの終わりを捉えた場合-タイムスタンプの違いを考慮し、値に応じてLEDをオン/オフします。 応答のしきい値は1500ms、つまりそれぞれ1.66 µsのタイマーの900ティックです。

ここで不足しているのは、このピン変更割り込みの初期化です。

 #define PWM_INPUT_PIN PCINT3 void setupPWMInput() { // Initialize the timestamp value pwmPulseStartTime = 0; // Set up pin configuration PORTB |= 1 << PWM_INPUT_PIN; // pull-up for PCINT3 DDRB &= ~(1 << PWM_INPUT_PIN); // output mode for LED pins, input mode for PCINT3 pin // Use PCINT3 pin as input PCMSK = 1 << PWM_INPUT_PIN; // Enable Pin Change interrupt GIMSK |= 1 << PCIE; } 

ほとんどすべての準備が整いました。要件のうち、滑らかな点滅のみが実装されていません。実際、コントローラーはLEDのオンとオフのみを切り替えることができます。中間値はありません。しかし、所定のデューティサイクル（LEDがオンになっている時間とオンになっていない時間の比率）ですばやくすばやくオン/オフを切り替えると、人は、LEDがまだ滑らかに輝いているように見えますが、輝度は低くなっています。デューティサイクルを少しずつ変更すると、LEDの輝度がスムーズに変化するように見えます。

LEDをオンまたはオフにするコードを作成できます。タイマーの利点は、必要なだけ実行できるようになりました。しかし、なぜ、PWM生成が既にコントローラーに組み込まれているのでしょうか？さらに、レッグOC0AおよびOC0B（PB0およびPB1）で、最大2つの生成チャネルを独立して制御できます。

このように動作します。単一のタイマーが所定の速度で通常どおり回転します。サイクルの開始時に、ユニットは1に設定され、特定の値（レジスタOCR0AおよびOCR0Bで設定）に達すると、ユニットはゼロに設定されます。次に、サイクルが繰り返されます。レジスタの値が大きいほど、デューティサイクルが大きくなり、ダイオードが明るくなります。これは非反転モードと呼ばれます。 LEDはインバータを介して接続されているため、反転モードの方が適しています。レジスタの値をオンにし、タイマーが終了してリセットされたらオフにします。

 // Current PWM value volatile uint8_t pwmAValue = 1; volatile uint8_t pwmBValue = 1; void runTimer() { // Reset counter counters tcnth = 0; TCNT0 = 0; OCR0A = pwmAValue; OCR0B = pwmBValue; // Run timer at 4.8MHz/8 = 600 kHz // This gives 1.667 uSec timer tick, 426.667 uSec timer interval // Almost 28 seconds with additional 16bit SW timer value //TCCR0A = 1 << COM0A1 | 1 << COM0A0 | 1 << COM0B1 | 1 << COM0B0 | 1 << WGM01 | 1 << WGM00; // Fast PWM on OC0A and OC0B pins, inverting mode TCCR0A = 1 << COM0A1 | 1 << COM0A0 | 1 << WGM01 | 1 << WGM00; // Fast PWM on OC0A pin, inverting mode TCCR0B = 0 << CS02 | 1 << CS01 | 0 << CS00; // run timer with prescailer f/8 TIMSK0 = 1 << TOIE0; } 

タイマーの初期化を少し調整する必要がありました。WGM00およびWGM01ビットは、高速PWM生成モードを有効にします。ビットCOM0A0、COM0A1、COM0B0、およびCOM0B1は、チャネルAおよびBの反転モードを有効にします。より正確には、コメント行には、OC0Aのみのコメントなしの両方が含まれます。

pwmAValue変数の値は時々変化するため、何らかの方法でタイマーに通知する必要があります。これは、オーバーフローハンドラで行うのが最適です。

 ISR(TIM0_OVF_vect) { // Update the PWM values OCR0A = pwmAValue; OCR0B = pwmBValue; // Increment high byte of the HW counter tcnth++; } 

もちろん、値を直接OCR0AおよびOCR0Bレジスタに直接プッシュできますが、これはデータシートで推奨されていません。これにより、ピンの値が本来よりも早くまたは遅く変更されると、「スリップ」が発生する可能性があります。視覚的には、これは明るさの望ましくないシャープで短期的な変化に現れます。

明るさ自体は、すでによく知られているソフトウェアタイマーで変更できます。たとえば、次のように：

 uint8_t directionA = 0; void pwmLedATask() { if(directionA) // Incrementing { pwmAValue += 2; if(pwmAValue == 255) directionA = 0; } else //decrementing { pwmAValue -= 2; if(pwmAValue == 1) directionA = 1; } addTimer(pwmLedATask, TIMEOUT_MS(2)); } 

pwmAValue変数の値をインクリメントまたはデクリメントするだけで、適切なレジスタに入力されます。ただし、実際の点滅ビーコンをエミュレートするには、もっときれいなものを考え出す必要があります。たとえば、次のように：

 typedef struct complexPWM { uint8_t step; uint8_t maxValue; uint16_t delay; } complexPWM; complexPWM pwmItems[] = { {0, 1, TIMEOUT_MS(1000)}, {2, 127, TIMEOUT_MS(2)}, {-2, 33, TIMEOUT_MS(2)}, {2, 255, TIMEOUT_MS(2)}, {-2, 1, TIMEOUT_MS(2)} }; uint8_t pwmTableIndex = 0; void complexPWMTask() { complexPWM * curItem = pwmItems + pwmTableIndex; pwmAValue += curItem->step; if(curItem->maxValue == pwmAValue) pwmTableIndex++; if(pwmTableIndex == sizeof(pwmItems)/sizeof(complexPWM)) //dim(pwmItems) pwmTableIndex = 0; addTimer(complexPWMTask, curItem->delay); } 

点滅するビーコンのように見えるかどうかはわかりませんが、このコードでは、事前フラッシュが明るさ127で行われ、明るさを33に減らしてフルフラッシュ（最大255）にします。

おそらくファームウェアのすべてです。すべてのgibletsとmorgulkiにより、すべてが500〜600バイトに干渉します-予備も残っています。 1つの重要なポイント-ヒューズビットを強調するために残っています。これらはhfuse = 0xff、lfuse = 0x79と同じです。デコードについては、データシートを要求します。簡単に言うと、これらのバイトの数ビットにより、コントローラーは4.8 MHzで動作するようになります。残りのビットはデフォルト状態のままです。

実際の外観は、記事のヘッダーにあるビデオから推定できます。

おわりに

この記事では、BANO、着陸灯、ゲートなど、さまざまな航空機モデルの電球用のコントローラーのバージョンについて説明しました。あとはファームウェアを少し選ぶだけで、コピーモデルは実際のモデルのように見えます。

さらに、そのようなウインカーは車に乗せることができます。また、たとえば、広告看板を強調表示できます。すべてがあなたの手にあります。

しかし、単一の飛行機ではありません。ライトの点滅に加えて、弱いコントローラーのプログラミングに関連する記事で他のいくつかのポイントを取り上げました。

• 1つのタイマーで複数のタイマーをシミュレートする方法
• タイマーオプションの選択方法
• PWM生成モードでタイマーを設定する方法
• PWM入力を聞き、読み取り値に基づいて有用な作業を行う方法

LEDを点滅させるタスクを無視すると、マイクロコントローラー上の「マルチタスク」（「マルチスレッド」？）アプリケーションに適したフレームワークであることがわかりました。もちろん、これはRTOSではありませんが、すでに多くのルーチン操作を排除しています。ファームウェアでは、このフレームワークを別のモジュールEventQueue.c / .hに配置しました。健康を使用してください。

良い点は、3つの完全に独立したタスク（長時間のカウント、入力でのパルス幅の測定、出力でのPWMの生成）を取得したことです。単一の8ビットタイマーで処理できました。さて、追加されたソフトウェアタイマーでは、まだ多くの便利なことができます。

しかし、コードはあまり構造化されていませんでした。異なるタスクは同じ機能で解決されますが、各タスクはいくつかの場所に分散されます。しかし、これはコンパクトなサイズの料金です。同様に、ボタンや情報を入力する他の手段の欠如。しかし、もう一度、プログラマーのワイヤーをコントローラーに直接はんだ付けし、コードで目的の点滅オプションを構成し、それをすべてファームウェアの形で注ぎ込むのにうんざりしていません。

この記事は参考資料ではありません。特定のビットとレジスタの説明のためにデータシートにアクセスする必要はありません。これは、AVRラインのジュニアコントローラーのわずかな手段を使用して有用なものを作成する方法の一例です。

最初は、最終的なコンパイル済みhexファイルを記事に添付する予定はありませんでした。事実は、すべてのモデルが異なるということです。別の数のチャネルが必要な場所、別の点滅が必要な場所、いくつかの入力を追加する必要がある、または別の操作を行う必要がある場合があります。代わりに、自分の考えに完全に一致するように自分でファームウェアを変更することをお勧めします。そこはすべてシンプルです！

ただし、すべての航空機モデラーがコンパイラと友達であるわけではありません。だから私はそれでもいくつかの中間バージョンをコンパイルしました：1つのチャンネルが2秒ごとに点滅（ストロボ）し、PWMチャンネルが二重点滅でもう少し頻繁に点滅し、3つ目のチャンネルはリモコンからのコマンドによってオンになります。このファームウェアは、さらにdopilivaniyaの開始点になります。私がコードに残した記事に示されている例は、呼び出しについてのみコメントしています。

頑張って！

ファームウェアソースとPCBレイアウト。