マイクロコントローラー-出力状態は一定ですか、または多重化されていますか？

PWMは明らかにコンピューティングリソースを必要とします（したがって、他のプロセスと同時に行うことはできません）が、ピンを出力5Vまたは0Vに設定した場合、これらの状態は一定のままか、マイクロコントローラーが他のプロセスで動作するときに繰り返し「更新」されます？

これをテキストで説明するのは難しいので、私の質問の類推を考えました。手にグラスを持っていて、テーブルに置くように指示されていると想像してください。その後、椅子に座るように指示されます。

テーブルの上のガラスは状態です。ガラスをテーブルに置いたままにしますか、それともテーブルに戻って座り、非常に素早く繰り返してテーブルからガラスが取り外されたことに気付かないようにしますか？

または、おそらくもっと簡単に、状態の変更を明示的にプログラムしない限り、マイクロコントローラーはピンの状態を「忘れ」ますか？

できれば混乱を招きました。

私が質問を解釈する方法はPWMとは何の関係もありません、私がベースから外れている場合は申し訳ありませんが、あなたはそれを単なる例として使用したように聞こえます。

I / Oを備えたほとんどすべてのタイプのマイクロコントローラーおよびデバイスは、ラッチ/ FFを使用して出力回路を駆動します。つまり、状態を設定すると、その状態のままになります。DRAMのように、状態を維持するために出力統計を絶えず「更新」する必要があることはありません。

ガラスの例では、テーブルの上にガラスを繰り返し載せたり置いたりするハードウェアを見たことはありません。ガラスをテーブルの上に置くだけで、状態の変更が要求されるまでそのままにしておきます。

PWMに戻る（実際にPWMについて質問している場合に備えて）。Bitbangを使用する場合でも、マイクロコントローラが他の記事で説明した専用ハードウェアを使用する場合でも、コードまたはPWM周辺機器を実行して状態の変更が要求された場合にのみI / Oブロックにアクセスして変更します。

マイクロコントローラーは出力を更新する必要はありません。設定されると、状態は無期限に保持されます（電源が切断されるまで）。古いプロセッサでは、プロセッサの状態を維持するためにクロックが必要でしたが、今日のプロセッサは完全に静的と呼ばれるものです。つまり、クロックを実際に停止でき、すべてが現在の状態のままになります。これは、すべてのレジスタ（I / Oを含む）がフリップフロップを使用して作成されているためです。

最新のマイクロコントローラーのほとんどは、PWMを処理する専用のハードウェアPWM周辺機器を備えています。

プロセッサコアは、周辺機器に「このピンを10kHzおよび50％のデューティサイクルでトグルする」と伝えます。その後、コアは他のことを自由に行うことができます。それは割り込みを設定するかもしれません、すなわち、興味のある何かが起こるとき、それを伝えるために周辺機器を頼みます。
コアを「ボス」、周辺機器をスペシャリストワーカーと考えることができます。コアはプログラム全体を管理し（各命令を読み取り、その命令に基づいて動作します）、周辺機器にさまざまなタスクを実行し、完了時に通知するよう「要求」します。

あなたの例えでは、他の人がグラスを持っているようで、椅子に座って自由にテーブルの上に置くように指示します。

マイクロに専用の周辺機器がない場合、「手動」で（つまり、それ自体）、ピンの状態とトグル間のタイミングを追跡する必要があります。これは、単純な周辺機器で簡単に処理できる、かなりささいなもの専用の多くのサイクルを意味します。

一般的な8ビットマイクロコントローラであるPIC16F690のレイアウト図を以下に示します。下部に配置された周辺機器に注意してください。

正確に有効ではないいくつかの仮定を行っています。また、はい、あなたは質問をできるだけ混乱させました。真剣に。

PWMは他のプロセスと同時に実行できます。ソフトウェアで行う場合、タイマー割り込みを使用してGPIOピンでPWM信号を生成します。他の割り込みが実行される可能性があり、メインプロセスは無関係なことを実行しています。また、多くのMCUはタイマー周辺機器で直接PWMを実行できるため、MCUは他のことを行うことができます。

I / Oピンに関しては、多重化されています。しかし、それらがどのように多重化されるかを制御するので、それは実際には問題ではありません。

マイクロコントローラーのI / Oピンのほとんどは多機能ですが、私はそれらを多重化とは呼びません。

たとえば、AVRのいくつかのピンは、デジタル入力、デジタル出力、またはアナログ入力として使用できます。通常、プログラムの初期化の一部として目的の機能を選択し、後で変更することはありません（ただし、同じ信号を表示するためにアナログ入力をデジタル入力に変更する何らかの理由があります）。

デジタル出力の場合、ピンが出力になるように設定されると、プロセッサが最後に書き込んだ値が保持されます。定期的に「リフレッシュ」する必要はありません。

マイクロコントローラーハードウェアPWM周辺機器の簡単な例では、8ビットカウンターを8ビットデジタルコンパレーターに接続できます。マイクロコントローラーは、数値をコンパレーターにロードし、システムクロックまたはそのプリスケール分割バージョンでカウンターをインクリメントします。その後、カウンターは0から255までカウントし、繰り返しゼロに戻るフリーランになります。コンパレータには、カウンタ値がコンパレータ値より大きいか小さいかを示す出力があります。これがPWM出力になります。PWMの周期は、カウンタがカウントサイクルを完了するのにかかる時間であり、デューティサイクルは、合計カウントの何分の一がコンパレータ値で表されるかです。マイクロコントローラのコードは、ハードウェアを最初にセットアップし、pwmの変更が必要な場合にコンパレータデータを変更する以外は何もしません。PWMは、プロセッサーに注意を払わずにPWMパルスの連続ストリームを出力します。