기록쟁이의 기술 놀이터

 > ADC (joystick) test - UART 통신

-      EFM8BB3_ADC_Externalinput – Interrupts.c

-      표시된 부분은 화면으로 출력하겠다는 코드이기 때문에, UART 통신으로 화면 출력을 확인할 수 있다.

 > UART 통신으로 확인하기

-     시작버튼 우클릭 - 장치관리자 – serial 포트 – 포트확인

-     MobaXterm 실행 – Sessions – Serial - 포트 및 전송속도 설정 - OK

-      다음은 기본 값이 출력되는 화면이다.

-     다음은 조이스틱을 정면으로 눌렀을 때 출력 값이다. 정면으로 눌렀을 때의 값은 32mV라는 것을 알 수 있다.

> Import하기

  -  File –> import

  - Browse -> Simplicity 폴더선택 –> Next –> Next -> Finish

-> 완성

 > 프로그램 테스트

 - 다운로드하기 ->  다음 버튼 클릭

- Browse –> hex파일 경로 선택 –> Erase -> Program

 > Blinky LED 구현, 테스트하기

-      EFM8BB3_Blinky – src - Interrupts.c

-      LED0, LED1, LED2는 각각 P1.4, p1.5, p 1.6에 해당하는 것을 알 수 있다.

-      원하는 동작에 맞게 코드 작성

-     Compile : EFM8BB3_Blinky 오른쪽 마우스 – Clean project – Build project

또는

  표시된 부분 클릭

-     Program test

-      오실로스코프로 측정 – 표시된 부분을 통해 각각 확인할 수 있다.

->  LED가 출력됨에 따라 화면에도 high와 low가 출력된다.

대표적으로는 부저(Buzzer)에서 사용

부저같은 경우는 펄스 폭을 ARR의 50%로만 유지하면 문제없음

• while문으로 계속 실시간으로 바꾸다보면 갑자기 PWM신호의 출력이 없어져버리는 현상 : 펄스의 주기를 실시간으로 바꾸려면 ARR가 아닌 prescaler 을 통해 변경해야함

[기존]

84000000 / 168 / 1000 = 500 Hz 200 Hz 사이의 간격으로 하기위해서는

84000000 / 168 (고정) / x = 200 ⇒ x : 2500

PWM 출력이 갑자기 사라지는 (출력이 아예 없음) 경우가 있기 때문에 ARRegister 가 아닌 prescaler 레지스터를 접근하면서 실시간으로 변경해주면 됨

• psc를 바꾸나 arr을 바꾸나 pwm 주기가 변하는 것은 똑같음 ⇒ ARR값의 의미만 조금 다를 뿐

1. 서브모터

[CubeMX]
TIM10 2채널 중 1번 채널 사용

pwm의 주기를 20ms로 만드는 방법 : 타이머의 주기 (168000000 / 내가 만들고자하는 pwm 펄스의 주기 (20ms의 경우 50 Hz이므로 50) ⇒ 결과값을 각 prescaler x Counter Period 의 형태로 만들어주기 ex) 168000000 / 50 =3360000 = 336 x 10000 ⇒ prescaler : 336 -1 , AAR(Counter Period) : 10000 - 1

[TrueStudio]

따라서, AAR은 10000이므로 만 번의 단계가 있는 것이고, 각 단계가 펄스 폭을 갖게될텐데 PWM 펄스의 폭을 구하려면 20ms을 10000단계로 나누면 → 1단계당 0.002, 우리가 원하는 것은 0.2이기 때문에 100을 곱해야함 ⇒ 펄스 폭은 100ms가 됨

0.2 ms (펄스폭 : 100) ⇒ cw 끝으로 이동 3ms (펄스폭 : 1500) ⇒ ccs 끝으로 이동

따라서 0.2ms~3ms 사이로 펄스 폭을 설정하면 그 사이에서 서브모터 컨트롤 가능

2. 부저 Buzzer

• 능동형 : 전원을 인가하면 정해져있는 주파수에 비프음이 계속 나오는 부저
• 수동형 passive : 입력된 신호의 주파수에 따라서 비프음이 나오는 부저

• 펄스폭은 소리와 상관이 없지만 너무 작으면 비프음이 안들리는 경우가 있기 때문에 적절히 넣어준다

[CubeMX]

TIM2 4ch 중 1번 채널 사용

음계를 찍을 수도 있음

3. DC 모터

brushed DC모터 : 두 개의 핀, 각 핀이 순방향으로 전류가 흐르면 정회전, 역방향으로 전류가 흐르면 역방향 | 모터를 동작시키기 위해 PWM신호를 바로 모터로 연결하면 모터에서는 전력을 많이 소모하기 때문에 Pin 손상 또는 chip 이 죽을 수 있음 ⇒ 전력을 많이 소모하는 장치들은 장치에 드라이버를 달아서 사용함

입력 핀 2개 : STM에서 PWM 신호 연결

출력 핀 2개 : 모터로 연결

[CubeMX]

TIM5 4ch 중 1, 4번 채널 사용

• 한 주기 내에서 펄스의 폭을 변경하면서 어떤 장치를 구동시킴
• 요즘 사용되는 곳 : LED의 밝기나 모터의 회전 속도, 서브모터의 각도 등을 제어함
• PWM : 펄스의 주기 + 한 주기 내에서의 펄스 폭 + 전압 레벨(MCU의 동작 전압) 로 정의

일반 MCU들처럼 STM 시리즈도 타이머를 이용해서 PWM신호를 만든다 ⇒ PWM신호의 주기나 펄스의 폭을 변경하기 쉽기 때문

PWM을 만들 때는 타이머 업데이트 인터럽트가 굳이 없어도 됨

한 주기 안에서 펄스의 폭을 조절할 수 있어야함 ⇒ Capture Compare Register 사용 CCRegister → 0 ~ AAR (Auto Reload Register) 값 까지

[사진 1]

Auto Reload Register 의 값에 따라 한 주기가 이루어짐, Capture Compare Register 의 값이 정해지면 해당 값 까지만 올라가다가 남은 주기는 low로 떨어져있고, 한 주기가 다시 시작 될 때 다시 올라감

즉, PWM 펄스의 주기는 AAR, Prescaler, Timer(APB1/APB2) 에 따라 정해짐

그 주기 안에서 PWM 펄스 폭은 Capture Compare Register 를 통해 설정

채널의 개수 - 각 채널에 대한 CCR도 1:1로 존재하기 때문에 CCR의 개수로도 볼 수 있으며, 그 CCR의 개수만큼 독립적으로 타이머를 제어할 수 있음

이전에는 Prescaler 와 AAR이 반비례하고, 최종 값만 일치하면 상관없다했는데, PWM에서는 이야기가 달라짐 CCR의 값이 너무 낮으면 불안정함, 어느 정도 값을 높여서 설정해주는 것이 좋음

=======================실습============================

CudeMX에서 변경한 사항 : 기존에 LED GPIO output 이던 부분을 TIM3, TIM4 ch로 변경

1. MX_TIM3_Init

주기설정 부분 :

펄스폭설정 부분: 

위상 설정 : PWM 폭 형태(high/low)를 반전시켜서 출력할 수도 있음 옵션에 따라

1 또는 2 변경

[Code]

• Drivers/Src/stm32f4xx_hal_tim.c
  1. HAL_TIM_PWM_Start() 함수를 main.c 에서 호출

[표 1]

[표 2]

각 타이머마다 PWM 출력채널로 사용할 수 있는 핀들이 정리되어있는 표