Go言語でMCUのコードを生成できるTinyGoでATSAMD21マイコンの周辺回路を勉強しております。前回までunsafeなポインタを使って直接アクセスする不作法をしてました。今回は machine モジュールを使ってTCC1からPWM波形を出力してみます。制御は簡単なのですが、データシートを読むのがメンドイ。
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ATSAMD21マイコンのタイマ・カウンタ
Arm Cortex-M0＋コア搭載、MicroChip社のATSAMD21は３２ビットマイコンとしてはローエンド品種だと思いますが、モダーンなマイコンの通例に漏れずタイマ・カウンタ類は充実しています。TCC(TIMER / COUNTER FOR CONTROL )と表記される入出力機能が充実したゴージャスなタイマ・カウンタを３本。TC(TIMER/COUNTER)と表記される、主に基本的なタイマ／カウンタとして使うけれども入出力もできるものが５本あります。それらには連番が振られています。
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- TCC0～TCC2
- TC3～TC7
TCCは２４ビットのカウンタ１本に対して、４チャネルのコンペア・キャプチャ(CC)を持っています。各チャネルは所定の外部出力端子に接続できるので、TCCを全てPWMに使うとすると４チャネルｘ３本で最大１２端子まで可能です。
一方、TCは基本１６ビットのカウンタで、半分の８ビット使いも可能。また２本を組み合わせて３２ビットとしても使えるようになっています。各TCには、TCCのものより機能は落ちますがコンペア・キャプチャ（CC)２チャネルがあるので入出力も可能です。こちらを数えれば２ｘ５で１０チャネルとな。
出力についてはTCCもTCもチャネルと外部端子の対応関係はハードで決まっています（ただし多対多の関係。）
入力機能はATSAMD21のもつ近代的な制御ハードEVSYS経由でイベントと結び付けられるので出力のようなキメウチでもないようです。また後でEVSYSも動かしてみます。
Seeduino Xiaoボード上で出力に使えるタイマ・チャネル
上記のように充実したATSAMD21のタイマ・カウンタ機能なのですが、出力に限ると実際に使えるタイマは限られます。まずXiaoボードに搭載されているATSAMD21G18は４８ピンの比較的小ピンの品種です。出ていない端子があります。さらに超小型のXiaoボードです。使用できるデジタルピンの数はたかだか１１端子のみ。
そこでXiaoボードの端子名とATSAMD21マイコンのPIN名、そしてそれらピンに出力可能なカウンタ/タイマとそのチャネル名を以下にまとめました。例えば
TCC0/WO[0]
とかかれていたら、TCC0 のチャネル０の出力をその端子に出力できるという意味です。Func E と Func Fと２つの列がありますが、これは前回も出て来たPMUXレジスタの行き先選択で使える選択肢です。TinyGoの「定数」とは以下のような関係となります。
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- Func E、PinMode=4 あるいは PinTimer または PinTCC
- Func F、PinMode=5 あるいは PinTimerAlt または PinTCCAlt
| Xiao端子名 | ATSAMD21G18 pin名 | Func E | Func F |
|---|---|---|---|
| D0 | PA02 | — | — |
| D1 | PA04 | TCC0/WO[0] | — |
| D2 | PA10 | TCC1/WO[0] | TCC0/WO[2] |
| D3 | PA11 | TCC1/WO[1] | TCC0/WO[3] |
| D4 | PA08 | TCC0/WO[0] | TCC1/WO[2] |
| D5 | PA09 | TCC0/WO[1] | TCC1/WO[3] |
| D6 | PB08 | TC4/WO[0] | — |
| D7 | PB09 | TC4/WO[1] | — |
| D8 | PA07 | TCC1/WO[1] | — |
| D9 | PA05 | TCC0/WO[1] | — |
| D10 | PA06 | TCC1/WO[0] | — |
今回実験のソースコード
以下のような設定でPWM信号を出力してみます。
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- 外部出力端子 D3
- 使用するタイマ・カウンタは TCC1、チャネルは１番
- 周波数 100kHz
- デューティ 25%
ソースコードが以下に。
package main
import (
"fmt"
"machine"
"time"
)
func main() {
counter := 0
pwmOut := machine.D3
pwmOut.Configure(machine.PinConfig{Mode: machine.PinTimer})
machine.TCC1.Configure(machine.PWMConfig{Period: 10000})
ch, _ := machine.TCC1.Channel(machine.D3)
machine.TCC1.Set(ch, (machine.TCC1.Top() / 4))
for {
counter++
fmt.Println(ch, counter)
time.Sleep(1000 * time.Millisecond)
}
}
実機動作確認
D3端子に出力された波形を観察したものが以下に。ほぼ100kHz、25%デューティとなってます。
今回はunsafeなポインタ使わなかった。よかった？また次回は分かりませぬが。