sprawozdanie lab6 PDF

Preview

Summary

sprawozdanie Sterowanie jasnością świecenia diody led przy pomocy sygnału PWM.
...

Description

Programowalne Układy Cyfrowe Sprawozdanie nr6 Sterowanie jasnością świecenia diody led przy pomocy sygnału PWM.

1. Wiadomości teoretyczne

Układy programowalne PLD((ang. programmable logic device) – układ elektroniczny o programowalnej strukturze.).

Układ PLD może zostać zaprogramowany tak, aby działał jak dowolny układ cyfrowy. Ograniczeniem jest tylko wielkość jego zasobów, czyli liczba wewnętrznych elementów, które można zaprogramować. Układy programowalne nie są procesorami, ponieważ procesor to układ o stałej strukturze wewnętrznej, natomiast struktura bramek logicznych w układach PLD zależy od tego, jak zaprogramowany jest dany układ.

Wyróżnić można trzy rodzaje układów programowalnych[1]: •

Bezpośrednio programowalna macierz bramek, FPGA (Field Programmable Gate Array) złożone i bardzo zaawansowane. Przy pomocy FPGA można tworzyć własne procesory i bardzo zaawansowane układy. Na ogół nie mają pamięci stałej, lecz jedynie RAM, więc po każdym włączeniu muszą zostać skonfigurowane.

•

SPLD (Simple Programmable Logic Device) - najstarsze, najprostsze i obecnie już chyba nie produkowane. CPLD (Complex Programmable Logic Device) - średnio złożone. Można dzięki nim zastąpić kilkanaście lub nawet kilkadziesiąt układów logicznych 74xx. Posiadają

•

wewnętrzną pamięć i po włączeniu zasilania od razu są gotowe do pracy. Sygnał PWM(ang. Pulse Width Modulation) – modulacja szerokością impulsu. Jest to jedna z najdoskonalszych metod regulacji średniej wartości prądu lub napięcia za pomocą zmiany szerokości impulsów o pełnej amplitudzie. To nic innego jak bardzo szybkie (od kilkudziesięciu do nawet kilkunastu tysięcy razy na sekundę) załączanie i wyłączanie zasilania. W zależności od stosunku czasu włączenia do czasu wyłączenia uzyskujemy różne średnie wartości prądu lub napięcia[2].

Rys. Idea działania sterowania sygnałem PWM.

2. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia było wykonanie oraz przetestowanie działania: • •

Układu sterowania jasnością świecenia diody led, Zamiana ilości poziomów jasności na układzie do sterowania jasnością diody led.

Do zaprojektowania powyższych układów sekwencyjnych użyto programu Altium Designer.

3. Przebieg ćwiczenia

a. Utworzenie nowego projektu w katalogu: C:\Users\Public\Documents\Altium\PUC\CZW_TP_9_11\226904_227036 b. Realizacja układu do sterowania jasnością świecenia diody led. Na podstawie instrukcji do ćwiczenia utworzono poniższy układ:

Rys. Widok układu do sterowania jasnością diody led w programie Altium Designer. Układ do sterowania jasnością świecenia diody led został zbudowany z plików wykonywanych na poprzednich zajęciach, min. licznik.vhd, pwm2.vhd, debouncer.vhd, up_down_select.vhd, dzielnik.vhd. Układ został wykonany jako moduł VHDL. Następnie wykonano kompilację powyższego modułu VHDL.

Rys. Prawidłowe skompilowanie programu. Następnie wykonano konfigurację generatora LAX. Konfiguracja polegała na zmianie liczby próbek na 32K oraz dodano sygnał, który chcemy monitorować poprzez przycisk Add signal w poniższym oknie.

Rys. Konfiguracja generatora LAX. Następnie ustawiono sposób wyzwalania pomiaru na wyzwalanie wewnętrzne, który ustawiano w poniższym panelu

Rys. Konfiguracja generatora LAX – sposób wyzwalania. Ustawiono także na generatorze częstotliwość próbkowania na 100 kHz oraz w opcjach analizatora.

Rys. Ustawienie częstotliwości próbkowania generatora.

Następnie przeszliśmy do testowania działania zaprojektowanego układu poprzez sterowanie sygnałem PWM. Fizyczny test zakończył się pomyślnie, zgodnie z zasadą działania diody zapalały się i gasły. Niestety nie przetestowaliśmy działania układu w sposób logiczny ponieważ pojawił się problem z przedstawieniem tych sygnałów na wykresach w oprogramowaniu dostarczonym przez Altium Designer. Przykładowy wykresy pokazano na rysunku poniżej. Rysunek ten został zapożyczony z instrukcji do ćwiczenia.

Rys. Wykresy przedstawiające sterowanie sygnałem PWM. c. Zamiana ilości poziomów jasności na układzie do sterowania jasnością diody led. Zadanie polegało na zmodyfikowaniu poprzedniego w taki sposób aby liczba poziomów jasności wynosiła 5_Nr_stanowiska. Niestety ze względu na kończący się czas laboratoriów nie wykonaliśmy powyższego podpunktu.

4. Wnioski Naszym zadaniem było wykonanie i przetestowanie w programie Altium Designer, układu do sterowania jasnością świecenia diody led. Program został skompilowany następnie sprawdziliśmy jego działanie w sposób fizyczny. Diody na płytce przygasały i zapalały się poprzez sterowanie sygnałem PWM. Niestety ze względu na nieprawidłowe pokazywanie wykresów nie byliśmy w stanie sprawdzić czy sygnały z dzielników mają właściwe częstotliwości oraz nie byliśmy w stanie określić w sposób dokładny częstotliwości sygnału PWM.

Bibliografia: [1] https://extronic.pl/content/33-co-to-jest-fpga [2] http://enterius.pl/wsparcie-techniczne/modulacja-pwm-co-to-jest/...