描述

有沒(méi)有想過(guò)在不使用 Arduino 的analogWrite()函數(shù)的情況下在微芯片上啟用 PWM 有多難？

該項(xiàng)目?jī)H使用本機(jī)硬件功能在 ATtiny85 上重新創(chuàng)建 Arduino 的 Fade 示例。在無(wú)法訪問(wèn) Arduino 的語(yǔ)法糖化的情況下，我們需要重新創(chuàng)建 Arduino 的analogWrite()函數(shù)。在引擎蓋下，此功能通過(guò)在 ATtiny85 上設(shè)置必要的寄存器來(lái)啟用脈沖寬度調(diào)制 (PWM)。有關(guān) PWM 如何工作的更多信息，請(qǐng)參閱這些精彩教程：

• 可再生能源創(chuàng)新：ATTiny85 上的快速 PWM
• 我是游牧民族：閣樓 PWM

您還需要 Atmel 的數(shù)據(jù)表來(lái)了解寄存器的命名方式以及它們控制的功能：

• Atmel 閣樓數(shù)據(jù)表

第 1 步：組裝電路

按照項(xiàng)目附帶的圖表組裝電路。它看起來(lái)應(yīng)該類似于：

組裝電路

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第 2 步：將您的 Arduino Uno 配置為充當(dāng)程序員

我們不會(huì)將我們的程序上傳到 Arduino Uno，而是將其用作編程設(shè)備以將我們的代碼傳輸?shù)?ATtiny。要使任何 Arduino 硬件充當(dāng)程序員，請(qǐng)打開 Arduino IDE 并選擇文件 > 示例 > ArduinoISP 。驗(yàn)證我們的 Arduino Uno 在Tools > Board and Tools > Port中被正確選擇。打開示例草圖，選擇Sketch > Upload 。我們的 Arduino Uno 現(xiàn)在充當(dāng)程序員。

接下來(lái)我們需要為 ATtiny 安裝核心，這樣我們就可以使用它的庫(kù)了。打開首選項(xiàng)并在其他 Board Manager URL下添加：

https://raw.githubusercontent.com/damellis/attiny/ide-1.6.x-boards-manager/package_damellis_attiny_index.json

重啟 Arduino IDE，點(diǎn)擊Tools > Board > Board Manager…并搜索 ATtiny。您應(yīng)該找到David A. Mellis 的結(jié)果 attiny 。點(diǎn)擊Install將 ATtiny 的代碼添加到 Arduino IDE 中。

現(xiàn)在我們可以選擇我們的 ATTiny 作為上傳目標(biāo)。在“工具”>“電路板”中選擇ATtiny85 ，在“工具”>“端口”下選擇 Arduino Uno。在工具 > 程序員下選擇 Arduino 作為 ISP。要將代碼上傳到我們的 ATtiny，請(qǐng)選擇Sketch > Upload Using Programmer 。打開此項(xiàng)目附帶的代碼并將其上傳到 ATtiny。幾秒鐘后，LED 應(yīng)該開始閃爍，因?yàn)?ATtiny 開始執(zhí)行程序代碼。如果拋出任何錯(cuò)誤，通常是因?yàn)椴季€錯(cuò)誤。仔細(xì)檢查所有內(nèi)容，重新啟動(dòng) Arduino IDE 并再試一次。

第 3 步：讓我們編寫代碼

由于我們不想使用 Arduino 的任何內(nèi)置功能，我們現(xiàn)在需要手動(dòng)包含 avr-libc 庫(kù)。

#include 
#include 

接下來(lái)，我們需要在 ATtiny 上啟用脈沖寬度調(diào)制 (PWM)。PWM 允許我們像使用 analogWrite() 函數(shù)一樣控制輸出。幕后發(fā)生的事情是特殊寄存器中的某些位被設(shè)置為啟用 PWM：

int main()
{
  DDRB = 1 << DDB0; 
  TCCR0A = 1 << COM0A1 | 1 << WGM01 | 1 << WGM00;
  TCCR0B = 1 << CS00;
}

第一個(gè)寄存器是數(shù)據(jù)方向寄存器端口 B ( DDRB )。這類似于“pinMode(0, OUTPUT)”，它設(shè)置引腳的數(shù)據(jù)方向。我們?cè)?DDBO（端口 B 引腳 0）位置啟用該位。接下來(lái)的兩個(gè)寄存器是定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器 A 和 B ( TCCR0A , TCCR0B) 。它們控制 PWM 定時(shí)器。我們正在啟用用于比較匹配輸出 A 模式（將 PWM 設(shè)置為非反相模式）的位和用于波形生成模式寄存器 0 和 1 的另外兩位。這將啟用快速 PWM。

我們?cè)O(shè)置的最后一位是在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器 B 中：我們禁用 PWM 定時(shí)器的預(yù)分頻。現(xiàn)在我們不調(diào)用 analogWrite()（就像我們使用 Arduino 的函數(shù)時(shí)那樣），而是將輸出比較寄存器 A ( OCR0A ) 設(shè)置為所需的值：

OCR0A = value;

其余部分類似于 Arduino IDE 中的原始 Fade.ino 示例草圖。整個(gè)項(xiàng)目代碼如下所示：

/*
  Fade for ATtiny85 using only avr-libc
*/

#include 
#include 

int fadeAmount = 5;
int brightness = 0;

int main()
{
 DDRB = 1 << DDB0;
 TCCR0A = 1 << COM0A1 | 1 << WGM01 | 1 << WGM00;
 TCCR0B = 1 << CS00;
 while (1) {
   brightness = brightness + fadeAmount;
   if (brightness <= 0 || brightness >= 255) {
     fadeAmount = -fadeAmount;
   }
   OCR0A = brightness;
   _delay_ms(30);
 }
 return 0;
}

執(zhí)照

這個(gè)項(xiàng)目是在麻省理工學(xué)院許可證下發(fā)布的。

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