Генератор с длительностью импульсов 20us с частотой 80Khz

КРАМ

Если нужно каждые 72 такта обновлять ARR таймера...

А откуда взялись 72 такта? Синтезировать фиксированную частоту - нет никаких проблем. Проблема создать СЕТКУ частот. То есть нужно считать каждое следующее переполнение таймера. А это - деление с нахождением остатка. И совершенно не факт, что времени на это хватит. Зависит от синтезируемой частоты.

Добавлено after 2 minutes 21 second:

Dimon456 писал(а):

Вообще разгоняется не только таймер но и ЦПУ

Нудануда, разгоняешь-разгоняешь, а на выходе все в почти полсотни раз медленнее... :tea:

Намекаю, в PIC18FxxQ43 частота накачки NCO может быть 64 МГц, то есть от осциллятора МК. Там смешно о джиттере вообще говорить. Не всякий анализатор спектра покажет такой джиттер.

Реклама

Dimon456

Нету там PIC18FxxQ43, есть PIC18F4620 и его серия. Лучше уж AD9833.

КРАМ писал(а):

Нудануда, разгоняешь-разгоняешь, а на выходе все в почти полсотни раз медленнее...

Каждому свое.

Реклама

Reflector

КРАМ писал(а):

А откуда взялись 72 такта?

72 MHz тактовая, таймер генерит меандр частотой 500 KHz.

Цитата:

Синтезировать фиксированную частоту - нет никаких проблем. Проблема создать СЕТКУ частот. То есть нужно считать каждое следующее переполнение таймера. А это - деление с нахождением остатка. И совершенно не факт, что времени на это хватит. Зависит от синтезируемой частоты.

Допустим хочется 9750 Гц меандр, тогда нужно инвертить выход таймера каждые 72M / 9750 / 2 = 3692.3076 такта. 3692 - это базовое значение для ARR, а 0.3076 переводится в число с фиксированной точкой и на каждой итерации суммируется, затем целая часть прибавляется к 3692 . Учитывая, что в цикле рассчитываются сразу сотня значений и все константы из памяти загрузятся в регистры всего один раз, я бы ожидал тактов 10 на итерацию.

Реклама

PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Онлайн просмотровщик Gerber-файлов от PCBWay + Услуги 3D печати

Dimon456

Чип stm32f030f4p6 разогнан до 72МГц прерывание таймера 1МГц.
При 48МГц - таймер получается 500кГц.
Вот код разгона

Спойлер

Код:

   // Внешний кварцевый HSE генератор
void Overclocking(void) // Разгон микроконтроллера.
{
     FLASH->ACR|=  FLASH_ACR_PRFTBE;        //Включить буфер предварительной выборки
     FLASH->ACR&= ~FLASH_ACR_LATENCY;       //Очистить FLASH_ACR_LATENCY
     FLASH->ACR |= FLASH_ACR_LATENCY;     //Пропускать 1 такт

     RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); // Включаем  HSE генератор.
     //RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON); // Включаем HSE
     while(!(RCC->CR & RCC_CR_HSERDY));  //ожидание готовности HSE

  RCC->CFGR2 = RCC_CFGR2_PREDIV1_DIV1;  // предделитель для PLL 
  RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_HSE); // Выбираем источником такторования HSE генератор.
  RCC_PLLCmd(DISABLE); // Выключаем умножитель частоты.
  RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_PREDIV1, RCC_CFGR_PLLMULL9); // На сколько будем умножать частоту. 8*9 - 72MHz
  RCC_PLLCmd(ENABLE); // Включаем умножитель частоты.
  while ((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0);     // Ждем запуска умножителя частоты.
  RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); // Выбираем источником такторования умножитель частоты.



  SystemCoreClockUpdate(); // Вычисление тактовой частоты ядра.
}

Код настройки таймера

Спойлер

Код:

void timer_init (void) {
     RCC -> APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM14EN; //TIM14 Timer clock enable

     TIM14->CR1;   //Bit 0 CEN: Counter enable

     TIM14->PSC = 0;//
     TIM14->ARR = 71;   // 1MHz
     NVIC_EnableIRQ (TIM14_IRQn); //разрешить прерывания от таймера

     TIM14->DIER |= TIM_DIER_UIE; //Bit 0 UIE: Update interrupt enable
     TIM14->CR1 |= TIM_CR1_CEN;   //Bit 0 CEN: Counter enable
}

Reflector, все верно?
Код прерывания

Спойлер

Код:

volatile uint16_t n_counter = 62967; // 480404Hz

void TIM14_IRQHandler(void) {
   static uint32_t gen_counter = 0;
   TIM14->SR &= ~TIM_SR_UIF;//очистить флаг прерывания
   gen_counter += n_counter;
      if (gen_counter > 65535) {
         gen_counter -= 65536;
         GPIOB->ODR ^= GPIO_Pin_1;
      }
}

Ну, что я могу сказать, на осциллографе видно, DM90A показывает процент заполнения 51,6% - не чистый меандр.
Одним словом 1МГц мало. Фотки надо? Могу выложить, но только завтра.

Реклама

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей.

Подробнее>>

Reflector

Таймер должен работать в режиме Toggle и сам при переполнении дергать пином, а в прерывании, раз уж ты с ним пока сделал, нужно периодически корректировать значение ARR причем опять же в момент переполнения, для чего нужно включить для ARR буферизацию.
72M / 480404 / 2 = 74.9369, суммируя дробную часть и периодически прибавляя единичку у тебя должно получаться 74 или 75, т.е. период таймера будет постоянно слегка меняться. Примерно 15-16 полупериодов частота будет 486486 Hz, потом один полупериод - 480000 Hz, в среднем это должно давать твои 480404. Если нацело не делится, то джиттер будет в любом случае, но чем больше частота таймера, тем он меньше, а больше она точно не на пиках

Можно, конечно, еще взять STM32 с HRTIM, есть у некоторых F3/G4, он ведет себя так будто работает на частоте 5.44 GHz

Реклама

Реклама

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств.

Подробнее>>

Dimon456

Reflector писал(а):

Таймер должен работать в режиме Toggle и сам при переполнении дергать пином

Вот если бы таймер смог работать в режиме сумматора, а не в режиме счетчика, и при переполнении дергать пином - вот тогда да.

Reflector писал(а):

72M / 480404 / 2 = 74.9369, суммируя дробную часть и периодически прибавляя единичку у тебя должно получаться 74 или 75

Вот только в какой момент времени эту единичку прибавлять я так и не смог рассчитать, на разных частотах по разному.
Я пытался на Атмега168 на двух таймерах в режиме Toggle, с одного на другой подавал, весь ексель в табличках изрисовал, но делитель он и есть делитель. Не получите вы частоты с шагом, допустим 10Гц.

В данном примере у меня получается шаг 7,629394531Гц, 2^16, 2 часа ночи было, думаю без ущерба коду можно 2^24 получить, я не пробовал. Можно путем изменения частоты таймера подогнать что бы ровно было на 2^16 7Гц.
Жалко DAC нет, придется пошимить малость, синусоиду получить охота, таблицу на килобайт в оперативке, и опустить частоту таймера, что бы ровно шаг 5Гц был, чисто ради эксперимента.

Reflector писал(а):

то джиттер будет в любом случае, но чем больше частота таймера, тем он меньше,

Джиттер наблюдается на любом частотном участке, вот это число 62967 (480404Гц) не делится нацело, на некоторых частотах джиттер половину импульса занимает, я весь диапазон не исследовал, так по диагонали прошелся.

Реклама

oleg110592

До кучи, в тему, сразу 3 DDS Чена на STM32F303K8
http://elm-chan.org/junk/mdds_ipol/report.html

Реклама

Reflector

Dimon456 писал(а):

[Вот если бы таймер смог работать в режиме сумматора, а не в режиме счетчика, и при переполнении дергать пином - вот тогда да.

Это полезно только для меандра, для табличной синусоиды все равно придется или DMA использовать, тогда суммировать и самому можно, или медленные прерывания.

Цитата:

Вот только в какой момент времени эту единичку прибавлять я так и не смог рассчитать, на разных частотах по разному.

Что там рассчитывать? В качестве начального значения дробной части можно 0.5 взять, первый раз добавляешь 0.9369, получаешь 1.4369, значит единичку добавляем, остается 0.4369. В следующий раз будет 0.4369 + 0.9369 = 1.3738, снова добавляем...

Цитата:

Джиттер наблюдается на любом частотном участке, вот это число 62967 (480404Гц) не делится нацело, на некоторых частотах джиттер половину импульса занимает, я весь диапазон не исследовал, так по диагонали прошелся.

Чтобы получить 500KHz нужно 72MHz / 72, а если хочется чуть меньше, то можно разве что 72МHz / 73, но это уже сразу 493'150 Hz. NCO тут не поможет, даже с таймером на 5.44 GHz будет шаг 100 Hz... А если генерить синусоиду, то для любого дробного значения можно получить достаточно точное значение синуса именно в данной точке, там все упирается в величину таблиц или разрядность DAC/ШИМа.

Реклама

Sergi

Вот например без прерываний и оптимизации на STM32F030

Код:

while(1)      
      {
         while(~(TIM1->SR & TIM_SR_UIF)) {};
         TIM1->SR &=~ TIM_SR_UIF; 
         a = a + df;
         TIM14->CCMR1 = tab[a>>21];
      };

компилится вот в такое

Код:

    52:                         while(~(TIM1->SR & TIM_SR_UIF)) {}; 
0x080003E8 BF00      NOP      
0x080003EA 4810      LDR      r0,[pc,#64]  ; @0x0800042C
0x080003EC 6900      LDR      r0,[r0,#0x10]
0x080003EE 07C0      LSLS     r0,r0,#31
0x080003F0 0FC0      LSRS     r0,r0,#31
0x080003F2 43C0      MVNS     r0,r0
0x080003F4 2800      CMP      r0,#0x00
0x080003F6 D1F8      BNE      0x080003EA
    53:                         TIM1->SR &=~ TIM_SR_UIF;  
0x080003F8 480C      LDR      r0,[pc,#48]  ; @0x0800042C
0x080003FA 6900      LDR      r0,[r0,#0x10]
0x080003FC 0840      LSRS     r0,r0,#1
0x080003FE 0040      LSLS     r0,r0,#1
0x08000400 490A      LDR      r1,[pc,#40]  ; @0x0800042C
0x08000402 6108      STR      r0,[r1,#0x10]
    54:                         a = a + df; 
0x08000404 480A      LDR      r0,[pc,#40]  ; @0x08000430
0x08000406 6800      LDR      r0,[r0,#0x00]
0x08000408 490A      LDR      r1,[pc,#40]  ; @0x08000434
0x0800040A 6809      LDR      r1,[r1,#0x00]
0x0800040C 1840      ADDS     r0,r0,r1
0x0800040E 4908      LDR      r1,[pc,#32]  ; @0x08000430
0x08000410 6008      STR      r0,[r1,#0x00]
    55:                         TIM14->CCMR1 = tab[a>>21]; 
0x08000412 4608      MOV      r0,r1
0x08000414 6800      LDR      r0,[r0,#0x00]
0x08000416 0D00      LSRS     r0,r0,#21
0x08000418 0040      LSLS     r0,r0,#1
0x0800041A 4907      LDR      r1,[pc,#28]  ; @0x08000438
0x0800041C 5A08      LDRH     r0,[r1,r0]
0x0800041E 4907      LDR      r1,[pc,#28]  ; @0x0800043C
0x08000420 6188      STR      r0,[r1,#0x18]
    50:                 while(1)                 
0x08000422 E7E1      B        0x080003E8

TIM14 выход ШИМ - типа ЦАП. TIM1 - таймер синхронизации выборок. tab - таблица сигнала, df - приращение фазы
В железе не проверил,оптимизацию не включал,всего 30 АСМ команд. Задавая частоту работы TIM1 можно определить максимальную скорость загрузки.

Реклама

Dimon456

С чего же начать, начнем с Чена.
oleg110592, я сравнивал звучание wav файла с ШИМ и DAC на слух разница ощутима.
У меня есть F100 с DAC, но гонится всего до 56МГц.
Как бы мы не старались, как бы мы не хотели, с DMA без DMA, мы даже близко не приблизимся к накачке сумматора хотя бы 16МГц, увы программно есть программно, а аппаратный модуль есть аппаратный модуль.

КРАМ писал(а):

Намекаю, в PIC18FxxQ43 частота накачки NCO может быть 64 МГц, то есть от осциллятора МК. Там смешно о джиттере вообще говорить. Не всякий анализатор спектра покажет такой джиттер.

Sergi, оставим цикл while пользователю, иначе тут метод "конечных автоматов" придется реализовывать.

Reflector писал(а):

Чтобы получить 500KHz нужно 72MHz / 72, а если хочется чуть меньше, то можно разве что 72МHz / 73, но это уже сразу 493'150 Hz. NCO тут не поможет, даже с таймером на 5.44 GHz будет шаг 100 Hz

Я бы так не согласился, вот табличка: зависимость разрядности сумматора от частоты накачки таймера

Спойлер

Это единица, шаг сумматора. Смотрите формулу NCO модуля PIC.
В таблице представлены значения поделенные на 2, как для выходной частоты "меандр" моего примера на stm32f030

Reflector

Dimon456 писал(а):

Я бы так не согласился, вот табличка

Еще раз... На входе 16MHz, нужно получить при помощи NCO 500KHz, следовательно сумматор должен переполняться каждый 16 тактов и получим 16M / 16 = 1MHz. А чтобы получить переполнение сумматора каждые 16 тактов нужно прибавлять 65536: 16М / (2**20 / 65536) = 1MHz. Теперь если поменять 65536 на 65537, то получим 1000015.26 Hz, т.е. шаг в 15 Hz о котором пишет сам Microchip. Но это все в среднем, невозможно 16М поделить на (2**20 / 65537) = 15.9998, делить все равно придется на 16 или 15, потому с NCO будет ровно то же самое, что и без него: 16М / int(2**20 / 65537) = 1066666.7 Hz. Джитер будет одинаковый, а стабильность частоты на большом интервале будет выше на STM32, потому что там я могу для дробной части выделить 32 бита и увеличить точность на 3 порядка.

Dimon456

Ошибка будет всегда, но она напрямую зависит от тика таймера (тик сумматора).
В проекте на Атмега168 тактовая 16Мгц сумматор качается 200кГц (я прерывание на asm переписал) на частоте 9512 ошибка составляла то 50мкс то 56мкс, один тик таймера 6,25мкс, я же писал про это. Я считаю чем этот тик меньше тем и ошибка будет меньше.

Кому интересно, картинки для сравнения

Спойлер

stm32f030 72МГц 1МГц

Частота 350кГц

Частота 225,125кГц

Частота 250кГц

Частота 125кГц

Частота 51,410кГц

Частота 3,404кГц

Частота 210Гц

Сравнивайте хоть на Атмеге хоть на реальном NCO модуле, хоть на AD9833

Sergi

Превел как пример. Максимальная частота выборки из таблицы на STM вряд ли сильно превысит 2 МГц при тактовой 64-72. И это без обработки кнопок и проч. На AVR с работой в прерывании была частота выборки 500 кГц при тактовой 19,5 , но и таблица покороче.

Dimon456

И так, синус.
Код ШИМ

Спойлер

Код:

void chim_init (void)
{
   // Тактирование  GPIOB , TIM3, альтернативных функций порта
    RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM3EN; //TIM3 Timer clock enable
    RCC->AHBENR |= RCC_AHBENR_GPIOBEN;

    //--------- Настройка выводов для ШИМ ----------
    //    PB1  --> TIM3_CH4

    // Initialize GPIO pin
    // настройка вывода на режим альтернативной функции с активным выходом
    GPIOB->MODER &= ~GPIO_MODER_MODER1;
    GPIOB->MODER |= GPIO_MODER_MODER1_1;   
    GPIOB->OTYPER &= ~GPIO_OTYPER_OT_1;         
    GPIOB->PUPDR &= ~GPIO_PUPDR_PUPDR1;      
    GPIOB->OSPEEDR |= GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR1;

    GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource1, GPIO_AF_1); // PB1 это выход таймера TIM 3.

         //делитель
         TIM3->PSC = 0;
         //значение перезагрузки
         TIM3->ARR = 256;
         //коэф. заполнения
         TIM3->CCR4 = 127;
         //настроим на выход канал 4, активный уровень низкий
         TIM3->CCER |= TIM_CCER_CC4E;
         //разрешим использовать выводы таймера как выходы
         TIM3->BDTR |= TIM_BDTR_MOE;
         //PWM mode 1, прямой ШИМ 4 канал
         TIM3->CCMR2 |= TIM_CCMR2_OC4M_2 | TIM_CCMR2_OC4M_1;
         //считаем вверх
         TIM3->CR1 &= ~TIM_CR1_DIR;
         //выравнивание по фронту, Fast PWM
         TIM3->CR1 &= ~TIM_CR1_CMS;
         //включаем счётчик
         TIM3->CR1 |= TIM_CR1_CEN;

}

От 72МГц ШИМ получился 281.2kHz разрешение 8бит

Код таймера

Спойлер

Код:

void TIM14_IRQHandler(void) {
   static uint32_t gen_counter = 0;
   TIM14->SR &= ~TIM_SR_UIF;//очистить флаг прерывания
   gen_counter += n_counter;
      // 2^24
      if (gen_counter > (0x1000000-1)) {
         gen_counter -= 0x1000000;
      }
   TIM3->CCR4 = (uint8_t)WfmSin[(gen_counter>>16)];   // 16 бит на 256 таблицу
   //TIM3->CCR4 = (uint8_t)WfmSin[(gen_counter>>14)];      // 14 бит на 1024 таблицу
}

Таблицу синуса не привожу, картинок то же не будет.
Вменяемый синус получается где-то до 25кГц, замена таблицы на 1024 отсчетов результата не дала, те же до 25кГц.
Может разрешение 8 бит ШИМ мало.

Sergi писал(а):

Максимальная частота выборки из таблицы на STM вряд ли сильно превысит 2 МГц при тактовой 64-72.

Для синуса в этом точно нет смысла.

Reflector, а для генерации меандра пошел бы вот такой вариант

Спойлер

Код:

void TIM14_IRQHandler(void) {   //1MGz
   static uint32_t gen_counter = 0;
   TIM14->SR &= ~TIM_SR_UIF;//очистить флаг прерывания
   gen_counter += n_counter;
      if (gen_counter > (500000-1)) {
         gen_counter -= 500000;
         GPIOB->ODR ^= GPIO_Pin_1;
      }
}

Шаг 1Гц.

Вывод из всего этого: AD9833 и подобные.

Sergi

Все верно, выше писал что приемлемая форма - до 1/8 таблицы, 256/8=32 кГц. И это с фильтром второго порядка. А 260р за модуль 9833 - копейки.

Генератор с длительностью импульсов 20us с частотой 80Khz

Кто сейчас на форуме