ATtiny13を可変周波数とパルス幅を持つオーディオ発振器としてプログラムします

555で行うのと同じような単純な方形波発振器を作成したいのですが、割り込みベースのPWMサポートを使用して、パルス幅と周波数を制御したいと考えています。

私はデータシート、AVR API、および見つけることができるあらゆるPWMの例を研究してきましたが、それらをすべてまとめることはできませんでした。

AVR PWM機能が組み込まれたこのような発振器を作成することは可能ですか？私の友人は、8ピンPICで同様のことを行いました。

私の推論は、パルス幅を変更することで興味深いサウンドが得られるため、特定の周波数での波形になります。アタリパンクコンソールの動作に似ていますが、うまくいけば、より安定した方法で、つまりパルス幅を変更し、周波数を一定のままにするか、その逆を行います。

• 初心者向けAVR割り込みガイド
• 初心者向けAVRタイマーガイド
• パート9-パルス幅変調（PWM）

これらはあなたをかなり遠くに連れて行き、残りはデータシートでできるはずです。点滅から波形、時間の経過とともにトーンに変化する波形へと、1つずつ構築していきます。一部のソースは、オーディオ出力のフィルタリングと駆動に役立ちます（アクティブなLPFは両方とも適切に機能します）。

より具体的な質問で戻ることをお勧めします。

PWMの周期は、タイマーのオーバーフロー率によって決まります。Modes of Operationセクションには、考慮すべき多くの設定があります。デューティサイクルが可変の一定周期の方形波を生成するだけの場合は、CTC（比較タイマーのクリアタイマー）モードを使用したいと思うでしょう。基本的な考え方は、次にピンをトグルするまでOCR0Aをタイマーティックの数に設定し、比較一致割り込みを使用して次回のその値を変更することです。したがって、avr-gccでは次のようになります。

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <stdint.h>

// global variables defining number of ticks on and off
uint8_t on_time_ticks, off_time_ticks, csxx_bits=0; 


void setup_timer(double p_ms, double duty){
  TCCR0A = _BV(COM0A0) // toggle OC0A on Compare Match
  TCCR0B = _BV(WGM02); // set CTC mode WGM0[2,1,0] = 0b100

  // ... do some stuff based on your CPU frequency
  // to define the csxx_bits of TCCR0B when the timer is running
  // and consequently, to set on_time_ticks and off_time_ticks
  OCR0A = on_time_ticks;
  TCCR0B |= your_settings_here;
}


void start_timer(){
  //start the timer running at the desired rate
  TCCR0B |= csxx_bits; 
}


int main(int argc, char **argv){
  double period_ms, duty_cycle;
  setup_timer(period_ms, duty cycle);
  start_timer();  
  for(;;){
    //spin or sleep or whatever
  }
}


ISR(TIM0_COMPA_vect){
  if(OCR0A == on_time_ticks){
    OCR0A = off_time_ticks;
  }
  else{
    OCR0A = on_time_ticks;
  }
}

警告、これはテストされていないコードですが、アイデアは正しいと思います。これが唯一の方法でもありません。

ところで、ATTiny13について知っておくべきことが1つあります。内部RCオシレータは、工場フロアから10％以内の精度でのみ保証されています。ATTiny13の精度を2％にするユーザーキャリブレーションプロセス（atmel appnoteで説明）があります。あなたがそれよりももっとうまくやりたいなら、おそらく外部の水晶に対応するチップを使う必要があるでしょう...

あなたの質問への直接の回答ではありませんが、これは適切であり、いくつかのヒントを提供するかもしれません-

ATmega uCとDACを使用して数値制御発振器（NCO）を作成しました。整数の配列は、波形（ウェーブテーブル）の1サイクルを格納するために使用されます。位相アキュムレータ（long int）は、ウェーブテーブル内の出力データのアドレスを決定するために使用されます。各タイマー割り込みは、固定値で位相アキュムレータをインクリメントします。位相の増分により周波数が決まります。

私のアプリケーションでは、正弦波の1サイクルを含む64バイトのウェーブテーブルを使用しました。ウェーブテーブルを拡張し、サンプルに解像度を追加するのは簡単です。私のアプリケーションノートはhttp://wiblocks.com/docs/app-notes/nb1a-nco.htmlにあります

基本的に、PWMは周波数を変更しません。PWMは主に信号の「強度」を制御するために使用されます。

異なる周波数の割り込みを生成するには、CTCモードでタイマーを使用することをお勧めします。

それはあなたの比較値まで実行され、割り込みを切り替え、それ自身をクリアして再起動します-再びあなたの比較値まで実行されるまで...

割り込みが発生するたびに、1つ以上のポートを切り替えることができ、残りの時間（タイマーは引き続き自動的に実行されます）は、あらゆる種類の入力を監視できます...

PWMで方形波を「変調」して「ゲイン」を制御することもできます。ただし、ATtiny13にはハードウェアタイマーが1つしかないため、そのうちの1つは「手動」で行う必要があります...