Аппаратный учет числа импульсов ШИМ

backlan · 26.10.2016, 00:56

Сообщение от omercury

1. Какова частота STEP с Вашего "велосипеда"?
2. Какова частота ШИМ драйвера приводов ШД?
3. Сколько шагов пропустит драйвер за один период ШИМ?

Пока гонял на 400 мм/мин, больше не тянет.
400 * 160 шагов/мм * 16 делений / 60 сек = 17 кГц
ШИМ драйвера 30-50кГц
Если драйвер пропустит микрошаги, это не проблема, просто вместо последовательного подключения обмоток будет, например, последовательное подключение пар обмоток. Таким образом на низких частотах обеспечивается плавность, а на высоких нет пропуска шагов.

Сообщение от omercury

Ну и пожалуй самый главный вопрос: Пацаны, вы по какому принципу себе такие "говорящие" ники выбираете?

Что в голову пришло, то и написал.

Так вот, я же не договорил. Это в обычной памяти переключение битов не работает через пдп, а для GPIO же есть BSRR. Можно настроить таймер на каждом тике запускать пдп, который будет в цикле из буфера на 2 элемента выгребать int и писать в BSRR. Вопрос только в задержке, за сколько запустится этот самый пдп, если их будет много.

PS. кто-то уже провел такой эксперимент.
http://caxapa.ru/395890.html

omercury · 26.10.2016, 01:13

Сообщение от backlan

больше не тянет

Больше не тянуть вполне может и сам мотор - скорость нарастания тока в обмотках тоже не бесконечно малая. Плюс падение момента с нарастанием оборотов.

Сообщение от backlan

Вопрос только в задержке, за сколько запустится этот самый пдп, если их будет много.

В любом случае это будет быстрее, чем "переварит" мотор. Самая медленная часть в Вашем случае именно механика.

NewWriter · 26.10.2016, 09:37

Мне так кажется, топикстартер вообще-то идет не по правильному пути, особенно заморачиваясь с чтением счетного регистра через пдп, и особенно с заморочками с выходными портами. Читать то по пдп можно, но все равно придется все время программно сидеть в цикле ожидания, проверяя то, чего сбросил пдп. Получается, что на время работы ШД все остальные операции с МК будут перекрыты ожиданием.

И кстати, ШГ в режиме микрошага управляется двумя ступенчатыми сигналами, близкими к синусоиде, сдвинутыми на 90° относительно друг друга.
И лично мне кажется вообще чето во всей этой затее есть неправильное. Если уже есть самодельный контроллер ШД на МК, то зачем ставить еще одну коробочку с похожим функционалом? Это у ардуинистов принято наслаивать бутерброды плат на штырьках и клеммниках, плодя кучу промежуточных модулей в силу нехватки ресурсов каждого из них.

По-хорошему бы вот, главный управляющий контроллер должен лишь выдать команды исполнительным контроллерам в формате "куда и насколько и с какой скоростью переместить". А уже исполнительные контроллеры ШД, работающие через силовые драйвера ШД, должны сами посчитать импульсы.
Либо, если хотите одним МК управлять всем, то просто берите более мощный МК с большим числом таймеров. Но и тут могут быть затыки, надо сначала просмотреть связи таймеров и наличие таймеров с нужными номерами. В результате по цене такое решение окажется чуть ли не дороже, чем три раздельных МК, управляющих каждым ШД.

backlan · 27.10.2016, 00:37

Новый вариант, на счётчике байт dma.

Нажмите, чтобы открыть спойлер

Код:

#include "stm32f0xx_syscfg.h"
#include "stm32f0xx_gpio.h"
#include "stm32f0xx_rcc.h"
#include "stm32f0xx_tim.h"
#include "stm32f0xx_exti.h"
#include "stm32f0xx_adc.h"
#include "stm32f0xx_dma.h"
#include "stdbool.h"

char dummyArray[256];

//==================================================  =======================
#define SYSTEM_CLOCK 48000000                           //частота процессора и таймеров
#define SYSTEM_TIMER_CLOCK 6000000                      //стоит кварц на 8 МГц *6 /8

//==================================================  =======================
void init_pins()
{
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);

	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
	GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
	GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

//==================================================  =======================
void connect_pins()
{
	//stm32f031 datasheet, 31
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_2); //TIM1 CH1
}

//==================================================  =======================
void init_tim()
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);

	TIM_TimeBaseInitTypeDef timerBase;
	TIM_TimeBaseStructInit(&timerBase);

	timerBase.TIM_Prescaler = 0; //длительность шага будет задаваться в процессе
	timerBase.TIM_Period = 1; //скважность всегда 50%, для этого хватит 2 тактов на период
	TIM_TimeBaseInit(TIM1, &timerBase);

	TIM_OCInitTypeDef timerPWM;
	TIM_OCStructInit(&timerPWM);
	timerPWM.TIM_Pulse = 0; //регулирование скважности не нужно
	timerPWM.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle;
	timerPWM.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
	TIM_OC1Init(TIM1, &timerPWM);

	TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);
}

//==================================================  =======================
void init_dma()
{
	RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

	DMA_InitTypeDef dmaInit;
	dmaInit.DMA_BufferSize = 256;
	dmaInit.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
	dmaInit.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
	dmaInit.DMA_MemoryBaseAddr = dummyArray;
	dmaInit.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
	dmaInit.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
	dmaInit.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
	dmaInit.DMA_PeripheralBaseAddr = &TIM1-›PSC;
	dmaInit.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
	dmaInit.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
	dmaInit.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

	DMA_Init(DMA1_Channel5, &dmaInit);

	//TIM_DMAConfig(TIM1, TIM_DMABase_CNT, TIM_DMABurstLength_1Transfer);
	TIM_DMACmd(TIM1, TIM_DMA_Update, ENABLE);

	DMA_Cmd(DMA1_Channel5, ENABLE);
}

//==================================================  =======================
void init_timer()
{
	SysTick-›LOAD = SysTick_LOAD_RELOAD_Msk;
	SysTick-›CTRL = SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
}

//==================================================  =======================
void init()
{
	init_pins();
	connect_pins();
	init_tim();
	init_dma();
	init_timer();
}

//==================================================  =======================
inline int get_timer()
{
	return -SysTick-›VAL;       //он всегда downcounter, тикает в обратную сторону
}

//==================================================  =======================
inline int time_delta(int value) //максимум 16777216/6000000 ~= 2 сек
{
	return (get_timer() - value) & 0xFFFFFF;
}

inline int get_count()
{
	DMA1_Channel5-›CNDTR;
}

//==================================================  =======================
int main(void)
{
	init();
	int time = get_timer();
	const int UPDATE_TIME = 100;

	int period[] = {10, 50, 60, 200};
	int index = 0;
	TIM1-›PSC = period[index];
	TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);
	int last = get_count(); //здесь лежит число импульсов

	while (1)
	{
		if (time_delta(time) › UPDATE_TIME)
		{
			time = get_timer();
			index = (index + 1) & 3;
			TIM1-›PSC = period[index];
			int current = get_count();
			int delta = current - last;
			static int cc = 0;
			if (++cc › 4)
				cc = 0;
			last = current;
		}
	}
}

Осталось выяснить, можно ли задать ему произвольный адрес, чтобы не выделять здоровый массив dummyArray лишь для того, чтобы под рукой был счетчик.

NewWriter · 27.10.2016, 01:01

счетчик числа транзакций DMA будет выполнять ту же работу, что счетчик числа событий UEV (обновления) таймера. Только в процесс вовлекают еще и канал DMA, и уж совсем для полного счастья - массив размером до 64 килобайт - по количеству возможных транзакций DMA. И счетчик транзакций считает число оставшихся от начального значения, а не число проведенных транзакций.
Нужно убрать инкремент адресов памяти (DMA_MemoryInc), тогда будет писать в один и тот же адрес памяти. А отслеживать программно число оставшихся транзакций - это тупиковый путь.

Если задать начальное значение для счетчика DMA, то DMA после передачи последнего элемента выключится и, если разрешено, вызовет прерывание TCIF. В этом прерывании можно будет остановить таймер. Максимальное число отсчитываемых таким способом импульсов - 65536.

Сообщение от backlan

можно ли задать ему произвольный адрес

"ему" - это чему? Произвольный адрес массива уже и так задан - второй конец DMA-пути.
Так же можно задать любой адрес на первом конце DMA. Вообще любой.

backlan · 27.10.2016, 15:52

Сообщение от NewWriter

1. счетчик числа транзакций DMA будет выполнять ту же работу, что счетчик числа событий UEV (обновления) таймера.

2. Нужно убрать инкремент адресов памяти (DMA_MemoryInc), тогда будет писать в один и тот же адрес памяти.

1. Всё верно, для того и делалось, зато не приходится ещё один таймер занимать. Теперь мне на все 4-5 осей таймеров хватит.

2. Точно! Я думал, что напрямую счётчик оставшихся операций будет недоступен, и надо будет через указатель на память вытаскивать значения. Тогда почти всё готово. Ещё бы как-то объяснить DMA, чтобы он в память не лез

NewWriter · 27.10.2016, 16:59

1. Не спешите радоваться. Посмотрите табличку распределения запросов по каналам. Каналов всего 5 в F0чч, и может не получиться распределить все запросы.

2а. Регистр CNDTR имеет режим доступа read/write. Но не обязательно его читать. Когда он будет =0, канал остановится и отправит (если разрешено) запрос прерывания по передаче полного буфера.

2б. DMA - ... доступ к памяти. Так что полюбому второй конец маршрута будет подключен к какой-либо памяти.

backlan · 27.10.2016, 17:53

Уже посмотрел для STM32F100 и распихал, 5 осей влезло, ещё и 4 выхода для ШИМ осталось. Думал сделать режим с длиной периода = 2 такта и заполнением 50%, но запросы TIM_DMA_Update и TIM_DMA_CC1 идут к разным каналам, так что не прокатило. Сделал toggle mode для выхода таймера, и здесь небольшая засада - минимальная длительность периода = 2 тактам, половина возможной частоты на этом теряется. А хочется сделать, чтобы на каждом срабатывании CNT выход GPIO переключался. Ну в общем и так сойдёт

.
По тактированию тоже всё сошлось, как раз из-за этого деления частоты получалось в 2 раза меньше.

backlan · 29.10.2016, 15:45

Для большого периода шага понадобилось вручную переключать выход таймера. Поскольку он сделан toggle, сразу не разберёшь, в каком состоянии находится выход, и хотелось бы сделать переключение так же, как он сам делает. Если CCRx = 0, тогда подходит такой код:

Код:

TIM2-›CNT = TIM2-›ARR;
TIM2-›EGR = TIM_EGR_UG;

Если CCRx != 0, тогда такой

Код:

TIM2-›EGR = TIM_EGR_UG;
TIM2-›CNT = TIM2-›CCR1;

backlan · 07.01.2017, 16:24

Нашел один интересный баг, с которым пришлось повозиться пол дня. Если в процессе работы таймера записать ARR = 0, то таймер зависнет, переключение бита CEN не поможет. Под отладчиком это выглядело так, как будто таймер сломался, потому что в ARR уже записалось новое значение, которое выглядело нормальным, бит CEN стоял. А если щёлкнуть UG, таймер продолжал дальше нормально работатьб потому что ARR перезаписывался на нормальный.

И ещё одно "открытие". Если не установлен бит ARPE, тогда лучше не трогать ARR, когда таймер включен, иначе он может проскочить максимальное значение. Например:
ARR = 1000, CNT = 800.
Записываем ARR = 500, а CNT продолжает считать до максимального значения 2^16. Эти грабли пару дней искал, выглядело как ошибка алгоритма коррекции траектории. После исправления стало попадать практически пиксель в пиксель.