02-04-2024, 20:44
Cześć!
Jestem tu nowy i nie jestem pewien gdzie umieścić wątek, wybaczcie. Jeśli jakaś część posta będzie źle sformatowana itp. to proszę o informację.
Potrzebuję pomocy w oprogramowaniu generatora DDS przebiegów trójfazowych. Założenie jest takie, że o ile to się uda nie chciałbym wykorzystywać dedykowanych układów w stylu AD98.., a jedynie samo Arduino. Wykorzystując kod znaleziony w sieci i trochę go modyfikując udało mi się uzyskać ładne przebiegi ze standardowymi przesunięciami fazowymi 120 stopni:
Chciałbym mieć możliwość regulacji kątów poszczególnych faz z rozdzielczością 1 stopnia. W powyższym kodzie mogę uzyskać jedynie skok o 360/256 stopnia, co jest zupełnie niezadowalające.
Wymyśliłem sobie zatem rozwiązanie, w którym tablica wartości dla fazy pierwszej byłaby stała, a dla fazy drugiej i trzeciej byłyby obliczane po zmianie wartości zmiennych przechowujących zadane kąty. Ale postanowiłem zacząć wdrażać to małymi kroczkami, tzn. najpierw spróbować wygenerować tablicę tożsamą ze "sztywną" tablicą z powyższego kodu i zobaczyć, czy program normalnie wygeneruje przebiegi jak wcześniej. Kod poniżej.
Pętla do miałaby tu działać do przepełnienia zmiennej typu unsigned char, wypełniając tym samym tablicę 256 wartościami sinusa. I tak się dzieje, po wyrzuceniu tych wartości na wyświetlacz stwierdziłem że jest ok (w trochę innej wersji, tutaj tylko mierzyłem dodatkowo czas tworzenia tablicy). Generator jednak już nie działa jak wcześniej, za filtrem DP mam taki "szum":
Dlaczego tak się dzieje? Powiedzcie proszę czy przypadkiem nie próbuję zrobić czegoś niemożliwego
Pozdr
Jestem tu nowy i nie jestem pewien gdzie umieścić wątek, wybaczcie. Jeśli jakaś część posta będzie źle sformatowana itp. to proszę o informację.
Potrzebuję pomocy w oprogramowaniu generatora DDS przebiegów trójfazowych. Założenie jest takie, że o ile to się uda nie chciałbym wykorzystywać dedykowanych układów w stylu AD98.., a jedynie samo Arduino. Wykorzystując kod znaleziony w sieci i trochę go modyfikując udało mi się uzyskać ładne przebiegi ze standardowymi przesunięciami fazowymi 120 stopni:
Kod:
// 3 phase PWM sine
// (c) 2016 C. Masenas
// Modified from original DDS from:
// KHM 2009 / Martin Nawrath
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(7, 6, 5, 4, 3, 2);
// table of 256 sine values / one sine period / stored in flash memory
PROGMEM const unsigned char sine256[] = {
127,130,133,136,139,143,146,149,152,155,158,161,164,167,170,173,176,178,181,184,187,190,192,195,198,200,203,205,208,210,212,215,217,219,221,223,225,227,229,231,233,234,236,238,239,240,
242,243,244,245,247,248,249,249,250,251,252,252,253,253,253,254,254,254,254,254,254,254,253,253,253,252,252,251,250,249,249,248,247,245,244,243,242,240,239,238,236,234,233,231,229,227,225,223,
221,219,217,215,212,210,208,205,203,200,198,195,192,190,187,184,181,178,176,173,170,167,164,161,158,155,152,149,146,143,139,136,133,130,127,124,121,118,115,111,108,105,102,99,96,93,90,87,84,81,78,
76,73,70,67,64,62,59,56,54,51,49,46,44,42,39,37,35,33,31,29,27,25,23,21,20,18,16,15,14,12,11,10,9,7,6,5,5,4,3,2,2,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,7,9,10,11,12,14,15,16,18,20,21,23,25,27,29,31,
33,35,37,39,42,44,46,49,51,54,56,59,62,64,67,70,73,76,78,81,84,87,90,93,96,99,102,105,108,111,115,118,121,124
};
#define cbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) &= ~_BV(bit))
#define sbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) |= _BV(bit))
int testPin = 12;
int enablePin = 13 ;
volatile float freq=1;
const float refclk=122.549 ; // 16 MHz/510/256
// variables used inside interrupt service declared as voilatile
volatile unsigned long sigma; // phase accumulator
volatile unsigned long delta; // phase increment
byte phase0, phase1, phase2 ;
float setFreq;
float lastSetFreq;
int ph2 = 85; // zmienna przechowująca kąt fazy drugiej
void setup()
{
Serial.begin(9600); // connect to the serial port
Serial.println("DDS Test");
lcd.begin(16, 2);
lcd.print("Generatorek");
delay(2000);
pinMode(enablePin, OUTPUT); // sets the digital pin as output
pinMode(testPin, OUTPUT); // sets the digital pin as output
pinMode(9, OUTPUT); // pin9= PWM output / frequency output
pinMode(10, OUTPUT); // pin10= PWM output / frequency output
pinMode(11, OUTPUT); // pin11= PWM output / frequency output
pinMode(A0, INPUT); // wejście potencjometru zmiany częstotliwości
pinMode(8, INPUT); // wejście testowe zmiany kąta fazy drugiej
Setup_timer2();
Setup_timer1();
digitalWrite(enablePin, HIGH);
changeFreq(50.00);
lcd.clear();
lcd.print("f=");
lcd.print(freq, 2);
// the waveform index is the highest 8 bits of sigma
// choose refclk as freq to increment the lsb of the 8 highest bits
// for every call to the ISR of timer2 overflow
// the lsb of the 8 highest bits is 1<<24 (1LL<<24 for long integer literal)
delta = (1LL<<24)*freq/refclk ;
}
void loop(){
// lastSetFreq = setFreq;
// setFreq = 0.00975171 * analogRead(A0) + 45;
// if (setFreq != lastSetFreq) {
// changeFreq(setFreq);
// lcd.clear();
// lcd.print("f=");
// lcd.print(freq, 2);
// }
// if (digitalRead(8) == 1) {
// ph2 = 128;
// }
// else {
// ph2 = 85;
// }
}
void changeFreq(float _freq){
cbi (TIMSK2,TOIE2); // disable timer2 overflow detect
freq = _freq;
delta=(1LL<<24)*freq/refclk; // update phase increment
sbi (TIMSK2,TOIE2); // enable timer2 overflow detect
}
//******************************************************************
// timer2 setup
// set prscaler to 1, fast PWM
void Setup_timer2() {
// Timer2 Clock Prescaler to : 1
sbi (TCCR2B, CS20); // set
cbi (TCCR2B, CS21); // clear
cbi (TCCR2B, CS22);
// Timer2 PWM Mode
cbi (TCCR2A, COM2A0); // clear OC2A on Compare Match, PWM pin 11
sbi (TCCR2A, COM2A1);
// set to fast PWM
sbi (TCCR2A, WGM20); // Mode 1, phase correct PWM
cbi (TCCR2A, WGM21);
cbi (TCCR2B, WGM22);
sbi (TIMSK2,TOIE2); // enable overflow detect
}
// timer1 setup (sets pins 9 and 10)
// set prscaler to 1, PWM mode to phase correct PWM, 16000000/510 = 31372.55 Hz clock
void Setup_timer1() {
// Timer1 Clock Prescaler to : 1
sbi (TCCR1B, CS10);
cbi (TCCR1B, CS11);
cbi (TCCR1B, CS12);
// Timer1 PWM Mode set to Phase Correct PWM
cbi (TCCR1A, COM1A0); // clear OC1A on Compare Match, PWM pin 9
sbi (TCCR1A, COM1A1);
cbi (TCCR1A, COM1B0); // clear OC1B on Compare Match, PWM pin 10
sbi (TCCR1A, COM1B1);
sbi (TCCR1A, WGM10); // Mode 1 / phase correct PWM
cbi (TCCR1A, WGM11);
cbi (TCCR1B, WGM12);
cbi (TCCR1B, WGM13);
}
//******************************************************************
// Timer2 Interrupt Service at 31372,550 KHz = 32uSec
// this is the timebase REFCLOCK for the DDS generator
// runtime : 8 microseconds ( inclusive push and pop)
// OC2A - pin 11
// OC1B - pin 10
// OC1A - pin 9
// https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SecretsOfArduinoPWM
ISR(TIMER2_OVF_vect) {
sbi(PORTD,testPin);
sigma=sigma+delta; // soft DDS, phase accu with 32 bits
phase0=sigma >> 24; // use upper 8 bits for phase accu as frequency information
// read value fron ROM sine table and send to PWM DAC
phase1 = phase0 + ph2 ; //ZMIANA BYŁO: +85
phase2 = phase0 +170 ;
OCR2A=pgm_read_byte_near(sine256 + phase0); // pwm pin 11
OCR1B=pgm_read_byte_near(sine256 + phase1); // pwm pin 10
OCR1A=pgm_read_byte_near(sine256 + phase2); // pwm pin 9
cbi(PORTD,testPin);
}Chciałbym mieć możliwość regulacji kątów poszczególnych faz z rozdzielczością 1 stopnia. W powyższym kodzie mogę uzyskać jedynie skok o 360/256 stopnia, co jest zupełnie niezadowalające.
Wymyśliłem sobie zatem rozwiązanie, w którym tablica wartości dla fazy pierwszej byłaby stała, a dla fazy drugiej i trzeciej byłyby obliczane po zmianie wartości zmiennych przechowujących zadane kąty. Ale postanowiłem zacząć wdrażać to małymi kroczkami, tzn. najpierw spróbować wygenerować tablicę tożsamą ze "sztywną" tablicą z powyższego kodu i zobaczyć, czy program normalnie wygeneruje przebiegi jak wcześniej. Kod poniżej.
Kod:
// 3 phase PWM sine
// (c) 2016 C. Masenas
// Modified from original DDS from:
// KHM 2009 / Martin Nawrath
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(7, 6, 5, 4, 3, 2);
// table of 256 sine values / one sine period / stored in flash memory
// PROGMEM unsigned char sine256[] = {
// 127,130,133,136,139,143,146,149,152,155,158,161,164,167,170,173,176,178,181,184,
// 187,190,192,195,198,200,203,205,208,210,212,215,217,219,221,223,225,227,229,231,
// 233,234,236,238,239,240,242,243,244,245,247,248,249,249,250,251,252,252,253,253,
// 253,254,254,254,254,254,254,254,253,253,253,252,252,251,250,249,249,248,247,245,
// 244,243,242,240,239,238,236,234,233,231,229,227,225,223,221,219,217,215,212,210,
// 208,205,203,200,198,195,192,190,187,184,181,178,176,173,170,167,164,161,158,155,
// 152,149,146,143,139,136,133,130,127,124,121,118,115,111,108,105,102,99, 96, 93,
// 90, 87, 84, 81, 78, 76, 73, 70, 67, 64, 62, 59, 56, 54, 51, 49, 46, 44, 42, 39,
// 37, 35, 33, 31, 29, 27, 25, 23, 21, 20, 18, 16, 15, 14, 12, 11, 10, 9, 7, 6,
// 5, 5, 4, 3, 2, 2, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 2,
// 2, 3, 4, 5, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 23, 25, 27,
// 29, 31, 33, 35, 37, 39, 42, 44, 46, 49, 51, 54, 56, 59, 62, 64, 67, 70, 73, 76,
// 78, 81, 84, 87, 90, 93, 96, 99, 102,105,108,111,115,118,121,124
// };
#define cbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) &= ~_BV(bit))
#define sbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) |= _BV(bit))
int testPin = 12;
int enablePin = 13 ;
volatile float freq=1;
const float refclk=122.549 ; // 16 MHz/510/256
// variables used inside interrupt service declared as voilatile
volatile unsigned long sigma; // phase accumulator
volatile unsigned long delta; // phase increment
byte phase0, phase1, phase2;
float setFreq;
float lastSetFreq;
int ph2 = 85; // zmienna przechowująca kąt fazy drugiej
unsigned char sine256[256];
unsigned long czas;
void setup()
{
czas=millis();
unsigned char i=0;
do {
sine256[i]=128*sin(M_PI*i/127.5)+128;
i++;
} while (i!=0);
czas=millis()-czas;
Serial.begin(9600); // connect to the serial port
Serial.println("DDS Test");
lcd.begin(16, 2);
lcd.print("Czas petli: ");
lcd.print(czas);
delay(3000);
pinMode(enablePin, OUTPUT); // sets the digital pin as output
pinMode(testPin, OUTPUT); // sets the digital pin as output
pinMode(9, OUTPUT); // pin9= PWM output / frequency output
pinMode(10, OUTPUT); // pin10= PWM output / frequency output
pinMode(11, OUTPUT); // pin11= PWM output / frequency output
pinMode(A0, INPUT); // wejście potencjometru zmiany częstotliwości
pinMode(8, INPUT); // wejście testowe zmiany kąta fazy drugiej
Setup_timer2();
Setup_timer1();
digitalWrite(enablePin, HIGH);
changeFreq(50.00);
lcd.clear();
lcd.print("f=");
lcd.print(freq, 2);
// the waveform index is the highest 8 bits of sigma
// choose refclk as freq to increment the lsb of the 8 highest bits
// for every call to the ISR of timer2 overflow
// the lsb of the 8 highest bits is 1<<24 (1LL<<24 for long integer literal)
delta = (1LL<<24)*freq/refclk ; //!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
}
void loop(){
// lastSetFreq = setFreq;
// setFreq = 0.00975171 * analogRead(A0) + 45;
// if (setFreq != lastSetFreq) {
// changeFreq(setFreq);
// lcd.clear();
// lcd.print("f=");
// lcd.print(freq, 2);
// }
// if (digitalRead(8) == 1) {
// ph2 = 128;
// }
// else {
// ph2 = 85;
// }
}
void changeFreq(float _freq){
cbi (TIMSK2,TOIE2); // disable timer2 overflow detect
freq = _freq;
delta=(1LL<<24)*freq/refclk; // update phase increment <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
sbi (TIMSK2,TOIE2); // enable timer2 overflow detect
}
//******************************************************************
// timer2 setup
// set prscaler to 1, fast PWM
void Setup_timer2() {
// Timer2 Clock Prescaler to : 1
sbi (TCCR2B, CS20); // set
cbi (TCCR2B, CS21); // clear
cbi (TCCR2B, CS22);
// Timer2 PWM Mode
cbi (TCCR2A, COM2A0); // clear OC2A on Compare Match, PWM pin 11
sbi (TCCR2A, COM2A1);
// set to fast PWM
sbi (TCCR2A, WGM20); // Mode 1, phase correct PWM
cbi (TCCR2A, WGM21);
cbi (TCCR2B, WGM22);
sbi (TIMSK2,TOIE2); // enable overflow detect
}
// timer1 setup (sets pins 9 and 10)
// set prscaler to 1, PWM mode to phase correct PWM, 16000000/510 = 31372.55 Hz clock
void Setup_timer1() {
// Timer1 Clock Prescaler to : 1
sbi (TCCR1B, CS10);
cbi (TCCR1B, CS11);
cbi (TCCR1B, CS12);
// Timer1 PWM Mode set to Phase Correct PWM
cbi (TCCR1A, COM1A0); // clear OC1A on Compare Match, PWM pin 9
sbi (TCCR1A, COM1A1);
cbi (TCCR1A, COM1B0); // clear OC1B on Compare Match, PWM pin 10
sbi (TCCR1A, COM1B1);
sbi (TCCR1A, WGM10); // Mode 1 / phase correct PWM
cbi (TCCR1A, WGM11);
cbi (TCCR1B, WGM12);
cbi (TCCR1B, WGM13);
}
//******************************************************************
// Timer2 Interrupt Service at 31372,550 KHz = 32uSec
// this is the timebase REFCLOCK for the DDS generator
// runtime : 8 microseconds ( inclusive push and pop)
// OC2A - pin 11
// OC1B - pin 10
// OC1A - pin 9
// https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SecretsOfArduinoPWM
ISR(TIMER2_OVF_vect) {
sbi(PORTD,testPin);
sigma=sigma+delta; // soft DDS, phase accu with 32 bits
phase0=sigma >> 24; // use upper 8 bits for phase accu as frequency information
// read value fron ROM sine table and send to PWM DAC
phase1 = phase0 + ph2 ; //ZMIANA BYŁO: +85
phase2 = phase0 +170 ;
OCR2A=pgm_read_byte_near(sine256 + phase0); // pwm pin 11
OCR1B=pgm_read_byte_near(sine256 + phase1); // pwm pin 10
OCR1A=pgm_read_byte_near(sine256 + phase2); // pwm pin 9
cbi(PORTD,testPin);
}Pętla do miałaby tu działać do przepełnienia zmiennej typu unsigned char, wypełniając tym samym tablicę 256 wartościami sinusa. I tak się dzieje, po wyrzuceniu tych wartości na wyświetlacz stwierdziłem że jest ok (w trochę innej wersji, tutaj tylko mierzyłem dodatkowo czas tworzenia tablicy). Generator jednak już nie działa jak wcześniej, za filtrem DP mam taki "szum":
Dlaczego tak się dzieje? Powiedzcie proszę czy przypadkiem nie próbuję zrobić czegoś niemożliwego
Pozdr
Właściwie może uściślę pytanie, bo niekoniecznie chciałbym od razu zupełnie inaczej podchodzić do tematu, a raczej zrozumieć dlaczego mój kod nie działa. Weźmy ten fragment: