1 | #define F_CPU 20000000UL
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2 | #define F_PWM 150L // PWM-Frequenz in Hz
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3 | #define PWM_PRESCALER 8 // Vorteiler für den Timer
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4 | #define PWM_STEPS 1024 // PWM-Schritte pro Zyklus(1..256)
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5 | #define PWM_PORT PORTD // Port für PWM
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6 | #define PWM_DDR DDRD // Datenrichtungsregister für PWM
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7 | #define PWM_CHANNELS 8 // Anzahl der PWM-Kanäle
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8 |
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9 | // ab hier nichts ändern, wird alles berechnet
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10 |
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11 | #define T_PWM (F_CPU/(PWM_PRESCALER*F_PWM*PWM_STEPS)) // Systemtakte pro PWM-Takt
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12 | //#define T_PWM 1 //TEST
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13 |
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14 | #if ((T_PWM*PWM_PRESCALER)<(111+5))
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15 | #error T_PWM zu klein, F_CPU muss vergrösst werden oder F_PWM oder PWM_STEPS verkleinert werden
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16 | #endif
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17 |
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18 | #if ((T_PWM*PWM_STEPS)>65535)
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19 | #error Periodendauer der PWM zu gross! F_PWM oder PWM_PRESCALER erhöhen.
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20 | #endif
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21 | // includes
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22 |
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23 | #include <stdint.h>
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24 | #include <string.h>
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25 | #include <avr/io.h>
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26 | #include <avr/interrupt.h>
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27 |
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28 | uint16_t pwm_timing[PWM_CHANNELS+1]; // Zeitdifferenzen der PWM Werte
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29 | uint16_t pwm_timing_tmp[PWM_CHANNELS+1];
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30 | uint16_t pwm_mask[PWM_CHANNELS+1]; // Bitmaske für PWM Bits, welche gelöscht werden sollen
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31 | uint16_t pwm_mask_tmp[PWM_CHANNELS+1];
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32 | uint16_t pwm_setting[PWM_CHANNELS]; // Einstellungen für die einzelnen PWM-Kanäle
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33 | uint16_t pwm_setting_tmp[PWM_CHANNELS+1]; // Einstellungen der PWM Werte, sortiert
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34 |
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35 | volatile uint16_t pwm_cnt_max=1; // Zählergrenze, Initialisierung mit 1 ist wichtig!
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36 | volatile uint16_t pwm_sync; // Update jetzt möglich
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37 |
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38 | // Pointer für wechselseitigen Datenzugriff
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39 |
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40 | uint16_t * isr_ptr_time = pwm_timing;
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41 | uint16_t * main_ptr_time = pwm_timing_tmp;
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42 | uint16_t * isr_ptr_mask = pwm_mask;
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43 | uint16_t * main_ptr_mask = pwm_mask_tmp;
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44 |
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45 | // Zeiger austauschen
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46 | // das muss in einem Unterprogramm erfolgen,
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47 | // um eine Zwischenspeicherung durch den Compiler zu verhindern
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48 |
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49 | void tausche_zeiger(void) {
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50 | uint16_t * tmp_ptr16;
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51 | uint16_t * tmp_ptr8;
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52 |
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53 | tmp_ptr16 = isr_ptr_time;
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54 | isr_ptr_time = main_ptr_time;
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55 | main_ptr_time = tmp_ptr16;
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56 | tmp_ptr8 = isr_ptr_mask;
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57 | isr_ptr_mask = main_ptr_mask;
|
58 | main_ptr_mask = tmp_ptr8;
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59 | }
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60 |
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61 | // PWM Update, berechnet aus den PWM Einstellungen
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62 | // die neuen Werte für die Interruptroutine
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63 |
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64 | void pwm_update(void) {
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65 | uint16_t i, j, k, min;
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66 | uint16_t tmp;
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67 |
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68 | // PWM Maske für Start berechnen
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69 | // gleichzeitig die Bitmasken generieren und PWM Werte kopieren
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70 |
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71 | tmp=0;
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72 | j = 1;
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73 | for(i=1; i<=(PWM_CHANNELS); i++) {
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74 | main_ptr_mask[i]=~j; // Maske zum Löschen der PWM Ausgänge
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75 | pwm_setting_tmp[i] = pwm_setting[i-1];
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76 | if (pwm_setting_tmp[i]!=0) tmp |= j; // Maske zum setzen der IOs am PWM Start
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77 | j <<= 1;
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78 | }
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79 | main_ptr_mask[0]=tmp; // PWM Start Daten
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80 |
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81 | // PWM settings sortieren; Einfügesortieren
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82 |
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83 | for(i=1; i<=PWM_CHANNELS; i++) {
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84 | min=255;
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85 | k=i;
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86 | for(j=i; j<=PWM_CHANNELS; j++) {
|
87 | if (pwm_setting_tmp[j]<min) {
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88 | k=j; // Index und PWM-setting merken
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89 | min = pwm_setting_tmp[j];
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90 | }
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91 | }
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92 | if (k!=i) {
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93 | // ermitteltes Minimum mit aktueller Sortiertstelle tauschen
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94 | tmp = pwm_setting_tmp[k];
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95 | pwm_setting_tmp[k] = pwm_setting_tmp[i];
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96 | pwm_setting_tmp[i] = tmp;
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97 | tmp = main_ptr_mask[k];
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98 | main_ptr_mask[k] = main_ptr_mask[i];
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99 | main_ptr_mask[i] = tmp;
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100 | }
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101 | }
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102 |
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103 | // Gleiche PWM-Werte vereinigen, ebenso den PWM-Wert 0 löschen falls vorhanden
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104 |
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105 | k=PWM_CHANNELS; // PWM_CHANNELS Datensätze
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106 | i=1; // Startindex
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107 |
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108 | while(k>i) {
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109 | while ( ((pwm_setting_tmp[i]==pwm_setting_tmp[i+1]) || (pwm_setting_tmp[i]==0)) && (k>i) ) {
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110 |
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111 | // aufeinanderfolgende Werte sind gleich und können vereinigt werden
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112 | // oder PWM Wert ist Null
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113 | if (pwm_setting_tmp[i]!=0)
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114 | main_ptr_mask[i+1] &= main_ptr_mask[i]; // Masken vereinigen
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115 |
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116 | // Datensatz entfernen,
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117 | // Nachfolger alle eine Stufe hochschieben
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118 | for(j=i; j<k; j++) {
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119 | pwm_setting_tmp[j] = pwm_setting_tmp[j+1];
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120 | main_ptr_mask[j] = main_ptr_mask[j+1];
|
121 | }
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122 | k--;
|
123 | }
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124 | i++;
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125 | }
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126 |
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127 | // letzten Datensatz extra behandeln
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128 | // Vergleich mit dem Nachfolger nicht möglich, nur löschen
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129 | // gilt nur im Sonderfall, wenn alle Kanäle 0 sind
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130 | if (pwm_setting_tmp[i]==0) k--;
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131 |
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132 | // Zeitdifferenzen berechnen
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133 |
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134 | if (k==0) { // Sonderfall, wenn alle Kanäle 0 sind
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135 | main_ptr_time[0]=(uint16_t)T_PWM*PWM_STEPS/2;
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136 | main_ptr_time[1]=(uint16_t)T_PWM*PWM_STEPS/2;
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137 | k=1;
|
138 | }
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139 | else {
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140 | i=k;
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141 | main_ptr_time[i]=(uint16_t)T_PWM*(PWM_STEPS-pwm_setting_tmp[i]);
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142 | j=pwm_setting_tmp[i];
|
143 | i--;
|
144 | for (; i>0; i--) {
|
145 | main_ptr_time[i]=(uint16_t)T_PWM*(j-pwm_setting_tmp[i]);
|
146 | j=pwm_setting_tmp[i];
|
147 | }
|
148 | main_ptr_time[0]=(uint16_t)T_PWM*j;
|
149 | }
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150 |
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151 | // auf Sync warten
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152 |
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153 | pwm_sync=0; // Sync wird im Interrupt gesetzt
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154 | while(pwm_sync==0);
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155 |
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156 | // Zeiger tauschen
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157 | cli();
|
158 | tausche_zeiger();
|
159 | pwm_cnt_max = k;
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160 | sei();
|
161 | }
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162 |
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163 | // Timer 1 Output COMPARE A Interrupt
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164 |
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165 | ISR(TIMER1_COMPA_vect) {
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166 | static uint16_t pwm_cnt;
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167 | uint16_t tmp;
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168 |
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169 | OCR1A += isr_ptr_time[pwm_cnt];
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170 | tmp = isr_ptr_mask[pwm_cnt];
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171 |
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172 | if (pwm_cnt == 0) {
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173 | PWM_PORT = tmp; // Ports setzen zu Begin der PWM
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174 | pwm_cnt++;
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175 | }
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176 | else {
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177 | PWM_PORT &= tmp; // Ports löschen
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178 | if (pwm_cnt == pwm_cnt_max) {
|
179 | pwm_sync = 1; // Update jetzt möglich
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180 | pwm_cnt = 0;
|
181 | }
|
182 | else pwm_cnt++;
|
183 | }
|
184 | }
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185 |
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186 |
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187 | int main(void) {
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188 |
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189 | // PWM Port einstellen
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190 |
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191 | PWM_DDR = 0xFF; // Port als Ausgang
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192 |
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193 | // Timer 1 OCRA1, als variablen Timer nutzen
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194 |
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195 | TCCR1B = 2; // Timer läuft mit Prescaler 8
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196 | TIMSK1 |= (1<<OCIE1A); // Interrupt freischalten
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197 |
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198 | sei(); // Interrupts gloabl einschalten
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199 |
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200 | pwm_setting[3] = 372;
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201 | pwm_setting[6] = 1023;
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202 | pwm_setting[7] = 0;
|
203 | pwm_update();
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204 | while (1);
|
205 | }
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