/* Puls-Trigger für Servomotoren mit Mikroprozessor ATtiny13 heinz@gfai.de Dev.-Environment: AVR-STUDIO 4.19 Built 730 Ziel Wenn ein Servo zwei Endlagen mit maximaler Kraft bedienen soll, so ist die Ruhestromaufnahme des Servos hinderlich. Ein Servo kann durchbrennen, wenn eine Endlage angeschlagen wird. Idee Servo wird voll gegen Anschlag laufen lassen. Nach ganz kurzer Zeit (abschalt) wird der steuernde Puls abgeschaltet. Aufbau Der Modul auf Basis AT13 besitzt je einen dreipoligen Servostecker und einen dreipoligen Stiftsockel. Er wird zwischen Empfänger und Servo gesteckt. Funktion Pulslänge an Input-Pin PB3 wird geprüft. Übersteigt diese eine gewisse Größe (pulsschwelle), wird Pulslänge am Ausgang PB4 von pulsmin auf pulsmax umgeschaltet: Pulslänge Input PB3 Output PB4 [mal 0,1 ms] [mal 0,1 ms] __________________________ < pulsschwelle pulsmin = 0,9 ms > pulsschwelle pulsmax = 2,1 ms Pulsabschaltung nach "abschalt" [mal 0,1 ms] Board AT13 (Basis ATtiny13) Output (Stecker, ST1) 6 PB4 out 5 VCC +5V 4 GND Input (Kabel mit Buchse, ST1) 3 PB3 inp 2 VCC +5V 1 GND ISP-MKII (BU2) 6 /RESET 5 SCK ~ PB2 4 MISO ~ PB1 3 MOSI ~ PB0 2 VCC 1 GND */ // Pulsschwelle Eingangssignal: // Schwellwert für Eingangs-Pulsdauer hier einstellen (mal 100µs) #define pulsschwelle 17 // Neutralstellung wäre 1,5 ms ~ 15. // Aber Senderschalter arbeiten oft zwischen neutral und max bzw. zwischen // neutral und min. Deshalb sind 12 oder 17 die besseren Werte. // Pulslängen des Ausgabesignals hier einstellen: #define pulsmax 21 // maximale Pulslänge (mal 100µs) #define pulsmin 9 // minimale Pulslänge (mal 100µs) // Begrenzung der Anzahl auszugebender Impulse hier wählen: #define abschalt 18 // Anzahl der auszugebenden Pulse (abh. vom Servo) /* Algorithmus: Timer wird mit Takt 0,1ms gestartet Messung Input-Pulsdauer an PB3 über Timer-Zählung Prüfen, ob Schwelldauer überschritten Festlegung, ob min oder max-PulsAusgabe Pulsausgabe mit Compare match Prüfung, ob sich Ausgabe veränderet hat wenn nicht, Pulsabschaltung. Zeitbasis des Timers auf 0,1ms einstellen: zwei Varianten: */ // Variante 1: clock = 9,6 MHz, ohne Fuses, kostet 6,5 mA // Fuses sind: SUT_CKSEL = 9,6 MHz, CKDIV8 = off (default) // #define prescal 0x05 // Vorteiler /1024 ~ 0.1ms // Variante 2: stromreduziert auf 0,5...1 mA // !!! dazu Fuses setzen: !!! // SUT_CKSEL = 4,8 MHz // CKDIV8 = on (div/8) #define prescal 0x03 // Vorteiler /64 ~ 0.1ms // Vorteiler für Simulation: ohne (1) //#define prescal 1 /*******************************************/ // Setzen/Löschen von Port-Bits: #define bset(PORT,BITNUM) ((PORT) |= (1<<(BITNUM))) // Set I/O bit; OR |= #define bclr(PORT,BITNUM) ((PORT) &= ~(1<<(BITNUM))) // Clear I/O bit; AND &= #define btog(PORT,BITNUM) ((PORT) ^= (1<<(BITNUM))) // Toggle I/O bit; XOR ^= // Merke: neg ~ oder !; OR |; AND &; XOR ^ /******************************************/ #define __AVR_ATtiny13_ #define F_CPU 4800000 // interner RC-Oszillator #include #include #include #include ////////////////////////////////////////////////////// void init_timer(void) { // timer auf 0,1 ms einstellen // CPU-clock von 9,6 auf 10,24 bzw. von 4.8 auf 5,12 MHz erhöhen // dazu Kalibrierung des internen RC-Oszillators ändern: OSCCAL = OSCCAL + 0x0e; // empirisch optimiert, typabhängig // 10,24 / 9,6 = 1,0666 = 16/15 // OSCCAL ~ dez.105 ~ 7*15 -> +7 // (Änderung gilt nur im Programm, Flash bleibt unberührt) // Vorteiler einstellen, S.73, Tab.11-9 (CS0x), Timer-Start TCCR0B = prescal; // Vorteiler /1024 ~ 0.1ms: 5 } void init_ports(void) { // Ports initialisieren DDRB = 0b00010000; // PB4 als Output, alle anderen Input ### PORTB = 0x00; // Ausgabe PB4 = low } ISR(TIM0_COMPA_vect) { // Timer0 compare match interrupt // Puls an Ausgang PB4 beendet bclr(PORTB,4); // Interrupts sperren, damit nichts unerwünschtes passiert TIMSK0 = 0; } ////////////////////////////////////////////////////// int main(void) { uint8_t pulsdauer = 0; // gemessene Pulsdauer uint8_t pulsanzahl = 0; // mitzählen, wieviel gleiche kamen uint8_t pulsvorher = 0; // Zwischenspeicherung, Änderung erkennen uint8_t pulsvorvor = 0; // Zwischenspeicherung, Änderung erkennen uint8_t pulsvorvvr = 0; // Zwischenspeicherung, Änderung erkennen init_ports(); init_timer(); // Timer-Vorteiler einstellen -> Timer läuft while (1) { // Endlose Schleife // Pulsdauer an PB3 messen // LH-Flanke an PB3 abwarten (Start): loop_until_bit_is_clear (PINB,3); // Pulsende an PB3 abwarten loop_until_bit_is_set (PINB,3); // Pulsbeginn an PB3 abwarten // Timer starten, dazu Timer auf Null setzen: TCNT0 = 0; // PB3-Puls wird ab jetzt ausgezählt // Interrupts sperren, damit nichts unerwünschtes passiert TIMSK0 = 0; // HL-Flanke von PB3 erkennen (Pulsende): loop_until_bit_is_clear (PINB,3); // Pulsende an PB3 abwarten // Timer auslesen (retten) pulsdauer = TCNT0; // mit Schwellwert vergleichen if (pulsdauer < (pulsschwelle + 1)) // für kleiner gleich <= // kurzen Puls ausgeben pulsdauer = pulsmin; else // langen Puls ausgeben pulsdauer = pulsmax; // Puls nur bei zeitlicher Veränderung ausgeben if (pulsvorvvr != pulsvorvor) pulsanzahl = abschalt; // Veränderung erkannt // Wackler eliminieren if ((pulsdauer != pulsvorher) | (pulsvorher != pulsvorvor)) pulsanzahl = 0; // Wackler zurücksetzen if (pulsanzahl > 0) { // Puls an PB4 starten: (PB4 ist low) bset(PORTB,4); // Puls starten an PB4 pulsanzahl--; // einer weniger ist auszugeben } else { // Puls-STOP bclr(PORTB,4); // keinen Puls starten an PB4 } // Timer starten TCNT0 = 0; // Timer rücksetzen OCR0A = pulsdauer; // zu liefernde Pulsdauer ins output-compare register // Wertekette der letzen Ausgaben speichern pulsvorvvr = pulsvorvor; pulsvorvor = pulsvorher; pulsvorher = pulsdauer; // Interrupt-Bug des ATtiny13 behandeln (Spike von 2 µs auf PB4): _delay_us(20); // sonst wird BOTTOM-Interrupt ausgelöst TIFR0 = 0xff; // latentes Interuptflag löschen // Interrupt freigeben: sei(); // Interrupts freigeben TIMSK0 = (1<