AVR-Inverter.c

#define F_CPU 8000000UL  // 内蔵クロック8MHz
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

// 設定
#define FREQ_HZ 60 // 周波数60Hz
#define CYCLE_US (1000000UL / ((FREQ_HZ -10) * 2)) // 周期のマイクロ秒。10Hz高く出るので引く
#define HALF_PERIOD_US (CYCLE_US / 2) // 半周期のマイクロ秒
#define DEADTIME_US 20 // デッドタイム20us
#define MAX_ON_TIME_US (HALF_PERIOD_US - DEADTIME_US) // 最大ON時間（半周期からデッドタイムを引いた値）
#define START_DUTY_RATIO 0.1 // スタート時のデューティ比（10%）
#define DUTY_STEP (MAX_ON_TIME_US / 50) // デューティ比のステップ（最大ON時間の1/50）

// 出力ピン（PB0: Q1 P-ch、PB1: Q2 N-ch、PB2: Q3 P-ch、PB3: Q4 N-ch）
#define Q1_PCH_PIN PB0
#define Q2_NCH_PIN PB1
#define Q3_PCH_PIN PB2
#define Q4_NCH_PIN PB3

/*
ATTinyのPB0 → Q1（左上P-ch）のゲート（1kΩ抵抗を介して）10Kプルアップ
ATTinyのPB1 → Q2（左下N-ch）のゲート（1kΩ抵抗を介して）10Kプルダウン
ATTinyのPB2 → Q3（右上P-ch）のゲート（1kΩ抵抗を介して）10Kプルアップ
ATTinyのPB3 → Q4（右下N-ch）のゲート（1kΩ抵抗を介して）10Kプルダウン
Pchのゲートは10Kでプルアップ。Nchのゲートは10Kでプルダウン。
MOSのゲート抵抗は1kΩを介して接続。すべてトランジスタによるレベルシフトを行う。
*/

// 可変usディレイ関数
void variable_delay_us(uint16_t us) {
    while (us--) {
        _delay_us(1);
    }
}

int main(void) {
    // 出力設定
    DDRB |= (1 << Q1_PCH_PIN) | (1 << Q2_NCH_PIN) | (1 << Q3_PCH_PIN) | (1 << Q4_NCH_PIN);

    // 初期化
    uint16_t on_time_us = MAX_ON_TIME_US * START_DUTY_RATIO;
    // 全ゲートOFF（全MOSFET OFF）
    PORTB = (0 << Q1_PCH_PIN) | (1 << Q2_NCH_PIN) | (0 << Q3_PCH_PIN) | (1 << Q4_NCH_PIN); // pChMOS=0(OFF), nChMOS=1(OFF)

    while (1) {
        // --- 左回転: Q1(P-ch,PB0)・Q4(N-ch,PB3) ON（対角のみON） ---
        PORTB = (1 << Q1_PCH_PIN) | (1 << Q2_NCH_PIN) | (0 << Q3_PCH_PIN) | (0 << Q4_NCH_PIN); // Q1=1(ON), Q2=1(OFF), Q3=0(OFF), Q4=0(ON)
        variable_delay_us(on_time_us);

        // 全OFF（デッドタイム）
        PORTB = (0 << Q1_PCH_PIN) | (1 << Q2_NCH_PIN) | (0 << Q3_PCH_PIN) | (1 << Q4_NCH_PIN); // 全OFF
        variable_delay_us(DEADTIME_US);

        // --- 右回転: Q3(P-ch,PB2)・Q2(N-ch,PB1) ON（対角のみON） ---
        PORTB = (0 << Q1_PCH_PIN) | (0 << Q2_NCH_PIN) | (1 << Q3_PCH_PIN) | (1 << Q4_NCH_PIN); // Q1=0(OFF), Q2=0(ON), Q3=1(ON), Q4=1(OFF)
        variable_delay_us(on_time_us);

        // 全OFF（デッドタイム）
        PORTB = (0 << Q1_PCH_PIN) | (1 << Q2_NCH_PIN) | (0 << Q3_PCH_PIN) | (1 << Q4_NCH_PIN); // 全OFF
        variable_delay_us(DEADTIME_US);

        // --- ソフトスタート ---
        if (on_time_us < MAX_ON_TIME_US) {
            on_time_us += DUTY_STEP;
            if (on_time_us > MAX_ON_TIME_US) {
                on_time_us = MAX_ON_TIME_US;
            }
        }
    }
}

AVR-SignWaveInverter.c

/*
 * ATtiny85 SPWM インバーター (IR2302 x2 フルブリッジ構成)
 * 
 * ピンアサイン:
 * PB0 (pin 5) - PB0 PWM出力 (左レグ - IR2302#1のIN)
 * PB1 (pin 6) - PB1 PWM出力 (右レグ - IR2302#2のIN)  
 * PB2 (pin 7) - PB2 : シャットダウン制御 (両IR2302のSD端子)
 * PB3 (pin 2) - 未使用
 * PB4 (pin 3) - 未使用
 * PB5 (pin 1) - RESET
 * VCC (pin 8) - 電源 +5V
 * GND (pin 4) - 電源 GND
 * 
 * フルブリッジ動作:
 * - 正の半波: 左レグ上側PWM制御、右レグ下側常時ON
 * - 負の半波: 右レグ上側PWM制御、左レグ下側常時ON
 * - IR2302動作: IN=HIGH→上側MOSFET導通、IN=LOW→下側MOSFET導通
 * - PWM周波数: 約31kHz, 正弦波周波数: 約60Hz
 */

#define F_CPU 8000000UL
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/pgmspace.h>
#include <util/delay.h>

#define SD_PIN PB2
volatile uint8_t num = 0;

#define STEPS 160
const uint8_t sine_table[STEPS] PROGMEM = {
128, 133, 138, 143, 148, 153, 158, 162,
  167, 172, 177, 181, 186, 190, 194, 199,
  203, 207, 210, 214, 218, 221, 225, 228,
  231, 234, 236, 239, 241, 243, 245, 247,
  249, 250, 251, 253, 253, 254, 255, 255,
  255, 255, 255, 254, 253, 253, 251, 250,
  249, 247, 245, 243, 241, 239, 236, 234,
  231, 228, 225, 221, 218, 214, 210, 207,
  203, 199, 194, 190, 186, 181, 177, 172,
  167, 162, 158, 153, 148, 143, 138, 133,
  128, 123, 118, 113, 108, 103,  98,  94,
   89,  84,  79,  75,  70,  66,  62,  57,
   53,  49,  46,  42,  38,  35,  31,  28,
   25,  22,  20,  17,  15,  13,  11,   9,
    7,   6,   5,   3,   3,   2,   1,   1,
    1,   1,   1,   2,   3,   3,   5,   6,
    7,   9,  11,  13,  15,  17,  20,  22,
   25,  28,  31,  35,  38,  42,  46,  49,
   53,  57,  62,  66,  70,  75,  79,  84,
   89,  94,  98, 103, 108, 113, 118, 123,
};

int main(void) {
  cli(); // 割り込み禁止

  _delay_ms(10);  // 電源安定化待ち

  // PWM設定（Timer0）
  // PWM周波数約31.25kHz
  // OCR0A(PB0)とOCR0B(PB1)を使用して、左レグと右レグのPWM出力を制御
  // 8ﾋﾞｯﾄ高速PWM動作(WGM01, WGM00ビットを設定)
  TCCR0A = (1 << COM0A1) | (1 << COM0B1) | (1 << WGM01) | (1 << WGM00); // Fast PWM, 非反転出力
  TCCR0B = (1 << CS00); // 分周なし → 約31.25kHz
  // PB0とPB1のPWM出力を初期化
  OCR0A = 0;
  OCR0B = 0;

  // Timer1設定（CTCモード、分周8）
  // 正弦波生成のための設定
  TCCR1 = (1 << CTC1) | (1 << CS12); // 分周8
  // 60Hz正弦波のために調整
  // 60Hzの周期16.67ms。これを160ステップで分割すると、1ステップあたり約104us。
  // 8MHzクロックの場合8MHz / 8 = 1MHz → 1us/ステップ
  OCR1A = 104;  // 約104us → 60Hz正弦波
  OCR1C = 104;  // 同じ値
  TIMSK |= (1 << OCIE1A);  // OCR1Aマッチ割り込み有効

  // 出力ピン設定
  DDRB |= (1 << PB0) | (1 << PB1) | (1 << SD_PIN);
  PORTB |= (1 << SD_PIN); // IOR2302シャットダウン解除

  _delay_ms(10);  // IR2302起動後の安定化待ち

  sei(); // 割り込み許可

  while (1) {
    // メインループ不要（全て割り込み駆動）
  }
}

// Timer1のOCR1Aマッチ割り込みハンドラ
// 正弦波のサンプル値を読み出し、PWM出力を更新
// ここでは、sine_tableから値を読み出し、OCR0AとOCR0Bに設定します。
// numは現在のサンプルインデックスで、STEPSは正弦波テーブルのサイズです。
ISR(TIMER1_COMPA_vect) {
  uint8_t value = pgm_read_byte(&sine_table[num]);
  OCR0A = value; // 左レグのPWM値
  OCR0B = pgm_read_byte(&sine_table[(num + STEPS/2) % STEPS]); // 反対側のレグのPWM値
  num++;
  if(num >= STEPS) num = 0;
}

generate.py

import math

# パラメータ
STEPS = 160
AMPLITUDE = 127   # 0〜255の中心を128とする
OFFSET = 128

# テーブル生成
table = []
for i in range(STEPS):
    angle = 2 * math.pi * i / STEPS
    value = int(round(OFFSET + AMPLITUDE * math.sin(angle)))
    table.append(value)

# Cコード形式で出力
print('#include <avr/pgmspace.h>')
print(f'const uint8_t sine_table[{STEPS}] PROGMEM = {{')

for i in range(0, STEPS, 8):
    line = ", ".join(f"{v:3}" for v in table[i:i+8])
    print("  " + line + ",")

print("};")

memo.txt

ATTiny85ビルド方法
## -Wall        : 詳細な警告を全て表示するようにする
## -Os          : バイナリサイズが小さくなるよう最適化をする
## -mmcu=<Name> : プログラムを動かすマイコンを指定

# ビルド
avr-gcc -Os -Wall -mmcu=attiny85 AVR-Inverter.c -o test.elf
# elfからhexファイル作成
avr-objcopy -I elf32-avr -O ihex test.elf test.hex
# メモリ使用量を調べる
avr-size -C --mcu=attiny85 test.elf

ATTiny85ヒューズビット設定