ＰＩＣ２４ＦのＰＷＭ生成方法
(可変抵抗のツマミを回してＬＥＤの点滅速度を可変します)

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PIC24FJ64GB002でPWMを行うやり方についてメモして置きます。
(PIC24FJ64GA002は機能が古い為にレジスタの使い方等が若干異なります)
PIC24FJ64GB002でPWMを生成させるには出力コンペアモジュールを利用する事になります。

ここでは、
MPLAB X V4.10 と MPLAB(R) XC16 C Compiler Version 1.30コンパイラ を使用しての記事です。
出力コンペア(PWM)のPIC24F用日本語リファレンスマニュアルはこちらを参照下さい。

出力コンペアモジュールは５個(OC1/2/3/4/5)有るので５個のPWM出力が出来ます。
出力コンペアモジュール出力端子の"OC1/2/3/4/5"は、PPS機能でピンを割り付けないと使えません。

ピンの構成図
RP0-RP11/RP13-RP15のどこでも自由に割り付け可能

今回は、OC1/OC2の2モジュールを利用したので下記の様に割り付けました。 
 #include <xc.h>
 #include <PPS.h>                  // Pin Re-Mapping peripheral library

 #pragma config IOL1WAY = OFF      // 周辺機器のピン割り付けは何度でも変更出来る様に許可

   PPSUnLock ;
     iPPSOutput(OUT_PIN_PPS_RP8,OUT_FN_PPS_OC2) ; // RB8(OC2)
     iPPSOutput(OUT_PIN_PPS_RP7,OUT_FN_PPS_OC1) ; // RB7(OC1)
   PPSLock ;
※ "#include <PPS.h>"のライブラリを使う場合はこちらを参照し、インストールを行います。

出力コンペアのモード

(１)単一比較一致モード
　　タイマのカウント値がOCxRと一致した時にOCx出力ピンから出力するモード。
　　出力パターンは以下の３パターンが有ります。
　　・LowからHighに出力する
　　・HighからLowに出力する
　　・出力を反転する

(２)二重比較一致モード
　　タイマのカウント値がOCxRと一致した時にOCx出力ピンをHighにし、OCxRSと一致した時に
　　Lowに駆動します。
　　出力パルスパターンは以下の２パターンが有ります。
　　・ワンパルスの出力
　　・連続パルスの出力

(３)単純PWMモード
　　このページではこのモードのみ以下で実験しています。
　　又、エッジ整列PWMモードとセンター整列PWMモード(24FJ64GA002には無し)が有ります。
　　尚、センター整列PWMモードが有ればモータアプリケーション等で利用出来るでしょう。

　　※ フォルト動作を有効にすれば、フォルトピン(OCFA/OCFB)の動作によりPWM出力を
　　　 一時停止出来ます。

(４)カスケードモード
　　通常は16ビットタイマですが、OC1/OC2とOC3/OC4と2モジュールをカスケードする事により
　　32ビットタイマとして動作させるモードです。(24FJ64GA002には無し)

クロックのタイムベース

出力コンペアのタイムベースは、Timer1〜Timer5と周辺クロック(FCY=Fosc/2)のいずれかを使います。
Timerを使うメリットは、プリスケーラが利用出来る事でしょう。

タイムベースの１カウント時間は？
　（１秒／ＦＣＹ）Ｘ プリスケーラ設定値
　・Fosc=32MHz(FCY:16MHz)でプリスケーラ=1：1での１カウント時間は
　(1 / 16MHz) * 1　=　0.0625(62.5ns)　→　これが最少単位の１カウントの時間です。
　因みに、プリスケーラは1:1/1:8/1:64/1:256が利用出来る。
　タイムベースが周辺クロック(FCY)使用する場合はプリスケーラ1:1で計算する。

１０００ＨｚのPWMを生成するには？
　1000000us/1000Hz=1000us(1ms)が1KHzの1サイクル時間なのでぇ、
　1000000ns/62.5ns=16000だから16000カウントさせれば1msになる。
　なのでPRx=16000-1でセットする。
　もしタイムベースが周辺クロックならOCxRS=16000-1でセットする。

《実験回路とサンプルプログラム》

配線図 左が実験回路で、電源は3.3Vです。
半固定抵抗はAN0(RA0:2番ピン)に接続しています。
RB7(16番ピン)にOC1を割り付けてPWM出力を行うので、
LEDを繋いでいます。
又、サンプルプログラムによっては、
RB8(17番ピン)にOC2を割り付けています。


↓ここからサンプルプログラムソースファイルをダウンロードして下さい。
PWM．zip

プログラムソースをダウンロードしたら解凍して下さい。
MPLAB Xにてプロジェクトを作成し、解凍ファイルをプロジェクトディレクトリにコピーして
プロジェクトに取込んで下さい。
次にコンパイルとＰＩＣ書き込みを実行して下さい。

ダウンロードファイルを解凍すると下記の様なファイル構成です。
　PWM_FCY.c･･･････････････出力コンペア機能のエッジ整列PWMモードサンプルプログラム１
　PWM_TIMER2.c･･･････････出力コンペア機能のエッジ整列PWMモードサンプルプログラム２
　PWM_Complement.c･･････出力コンペア機能のエッジ整列PWMモードサンプルプログラム３
　PWM_Center.c････････････出力コンペア機能のセンター整列PWMモードサンプルプログラム４
　このいずれかの1ファイルのみでコンパイルします。

　尚、ＣＰＵのクロックは32MHzを想定しています。

《周辺クロック(FCY)での使用例》

ここで使用するサンプルプログラムは、"PWM_FCY.c"を使います。

出力コンペアのモードは、”エッジ整列PWMモード”でOC1から出力を行います。
このモードではコンペアのクロックに、”周辺クロック(FCY)”を利用します。
又、このモードはタイマを使わないので OC1RS に１周期の設定を行います。 
#define F_CYCLE 15999               // OC1RSのサイクル(1周期)

     // OC1機能をエッジ整列PWMモードで初期化
     OC1CON1 = 0b0001110000000110 ; // FCY使用、エッジ整列PWMモード
     OC1CON2 = 0b0000000000011111 ; // 16bit、同期イベントはOC1(OC1RS))
     OC1R    = 0 ;                  // デュティ比は０%で初期化
     OC1RS   = F_CYCLE ;            // 16000(0x3E80)=1ms(1000Hz)が1周期
OC1R にデュティ比を設定しますが、値は"F_CYCLE"が1周期なので0〜F_CYCLE(100%)です。
なので、可変抵抗値(0-1023)をスケール変換して OC1R にセットしています。
可変抵抗を回すとLEDの明るさが変わるでしょう。

《タイマ２での使用例》

ここで使用するサンプルプログラムは、"PWM_TIMER2.c"を使います。

出力コンペアのモードは、”エッジ整列PWMモード”でOC1から出力を行います。
このモードではコンペアのクロックに、”タイマ２”を利用します。
タイマ２を使うので1周期の設定は PR2 で行います。
#define F_CYCLE 15999               // Timer2のサイクル(1周期)

     // OC1機能をエッジ整列PWMモードで初期化
     OC1CON1 = 0b0000000000000110 ; // Timer2使用、エッジ整列PWMモード
     OC1CON2 = 0b0000000000001100 ; // 16bit、同期イベントはTimer2
     OC1R    = 0 ;                  // デュティ比は０%で初期化
     // タイマー２の設定
     T2CON = 0b0000000000000000 ;   // ﾌﾟﾘｽｹｰﾗｶｳﾝﾄ値 1:1、内部ｸﾛｯｸ(FCY)で使用、16ビット動作
     TMR2  = 0 ;                    // タイマー２のカウンターを初期化する
     PR2   = F_CYCLE ;              // 16000(0x3E80)=1ms(1000Hz)が1周期
     T2CONbits.TON = 1 ;            // タイマー２開始
OC1R にデュティ比を設定しますが、値は"F_CYCLE"が1周期なので0〜F_CYCLE(100%)です。
なので、可変抵抗値(0-1023)をスケール変換して OC1R にセットしています。
可変抵抗を回すとLEDの明るさが変わるでしょう。

《相補出力PWM》

ここで使用するサンプルプログラムは、"PWM_Complement.c"を使います。

出力コンペアのモードは、”エッジ整列PWMモード”でOC1とOC2から出力を行います。
又、相補出力PWMなのでOC2出力を反転させます。
このモードではコンペアのクロックに、”タイマ２”を利用します。
タイマ２を使うので1周期の設定は PR2 で行います。
複数の出力コンペアを同期させる場合は必ず同じクロックベースを使いましょう。
#define F_CYCLE 15999               // Timer2のサイクル(1周期)

     // OC1機能をエッジ整列PWMモードで初期化
     OC1CON1 = 0b0000000000000110 ; // Timer2使用、エッジ整列PWMモード
     OC1CON2 = 0b0000000000001100 ; // 16bit、同期イベントはTimer2
     OC1R    = F_CYCLE/2 ;          // デュティ比は50%で初期化
     // OC2機能をエッジ整列PWMモードで初期化
     OC2CON1 = 0b0000000000000110 ; // Timer2使用、エッジ整列PWMモード
     OC2CON2 = 0b0001000000001100 ; // 16bit、同期イベントはTimer2、出力は反転
     OC2R    = F_CYCLE/2 ;          // デュティ比は50%で初期化
     // タイマー２の設定
     T2CON = 0b0000000000000000 ;   // ﾌﾟﾘｽｹｰﾗｶｳﾝﾄ値 1:1、内部ｸﾛｯｸ(FCY)で使用、16ビット動作
     TMR2  = 0 ;                    // タイマー２のカウンターを初期化する
     PR2   = F_CYCLE ;              // 16000(0x3E80)=1ms(1000Hz)が1周期
     T2CONbits.TON = 1 ;            // タイマー２開始
OC1RとOC2Rにデュティ比を設定しますが、50%固定デュティ比なのでF_CYCLE/2としています。
尚、OC1(RB7)/OC2(RB8)の出力ピンには、このサンプルでは何も接続していません。

相補出力PWM波形


《センター整列PWMモード》

ここで使用するサンプルプログラムは、"PWM_Center.c"を使います。

出力コンペアのモードは、”センター整列PWMモード”でOC1とOC2から出力を行います。
又、OC2側出力にはデッドバンド出力を施してみました。
このモードではコンペアのクロックに、”タイマ２”を利用します。
タイマ２を使うので1周期の設定は PR2 で行います。
#define F_CYCLE 15999               // Timer2のサイクル(1周期)

     // OC1機能をセンター整列PWMモードで初期化
     OC1CON1 = 0b0000000000000111 ; // Timer2使用、センター整列PWMモード
     OC1CON2 = 0b0000000000001100 ; // 16bit、同期イベントはTimer2
     OC1R    = 5000 ;               // TMR2=OC1Rで出力HIGH、50%のデュティ比
     OC1RS   = 13000 ;              // TMR2=OC1RSで出力LOW、50%のデュティ比
     // OC2機能をセンター整列PWMモードで初期化
     OC2CON1 = 0b0000000000000111 ; // Timer2使用、センター整列PWMモード
     OC2CON2 = 0b0000000000001100 ; // 16bit、同期イベントはTimer2
     OC2R    = 5000  + 500 ;        // TMR2=OC2Rで出力HIGH、30us立ち上げを遅くしている
     OC2RS   = 13000 - 500 ;        // TMR2=OC2RSで出力LOW、30us立ち下げを早くしている
     // タイマー２の設定
     T2CON = 0b0000000000000000 ;   // ﾌﾟﾘｽｹｰﾗｶｳﾝﾄ値 1:1、内部ｸﾛｯｸ(FCY)で使用、16ビット動作
     TMR2  = 0 ;                    // タイマー２のカウンターを初期化する
     PR2   = F_CYCLE ;              // 16000(0x3E80)=1ms(1000Hz)が1周期
     T2CONbits.TON = 1 ;            // タイマー２開始
センター整列PWMモードでは、1周期内のどこでパルスを作成するのかを決めます、
即ち、OCxRでパルスのHighする位置を指定し、OCxRSでパルスのLowする位置を決めます。
     0         15999 0
　　｜←―(PR2)―→｜←―(PR2)―→｜
　　    ┌――┐      ┌――┐
　―――┘  　└―――┘  　└――――
　      ↑　　↑      ↑　　↑
　     OCxR  OCxRS   OCxR  OCxRS
      (5000) (13000)
とセットすれば50%のデュティ比が生成出来るでしょう。
でぇ、OC2にデッドバンドを作成する為に、
OC2R　= 5000 + 500 ;　と立ち上がりを遅くさせています。
さらに、
OC2RS　= 13000 - 500 ; と立ち下げを早くしています。
"500"で30us程のデッドバンドが出来ます。
尚、OC1(RB7)/OC2(RB8)の出力ピンには、このサンプルでは何も接続していません。

センター整列PWM波形




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