213 lines
9.4 KiB
C
213 lines
9.4 KiB
C
/*!
|
||
Copyright 2017 АО "НИИЭТ" и ООО "НПФ ВЕКТОР"
|
||
|
||
Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
|
||
you may not use this file except in compliance with the License.
|
||
You may obtain a copy of the License at
|
||
|
||
http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
|
||
|
||
Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
|
||
distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
|
||
WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
|
||
See the License for the specific language governing permissions and
|
||
limitations under the License.
|
||
|
||
\file V_adc.c
|
||
\brief Модуль обработки АЦП (см. TAdcDrv) MCB_028
|
||
\author ООО "НПФ Вектор". http://motorcontrol.ru
|
||
\version v 2.0 22/03/2019
|
||
|
||
\addtogroup V_adc
|
||
@{*/
|
||
|
||
/* Расписание каналов
|
||
* ADC13 Ia
|
||
* ADC19 Ic
|
||
* ADC1 Udc
|
||
* ADC31 0.75V
|
||
* ADC18 0.03V
|
||
* ADC20 Pot
|
||
* ADC15 AIN1
|
||
* ADC27 AIN2
|
||
* ADC29 TempSens
|
||
*/
|
||
|
||
#include "main.h"
|
||
|
||
//!Инициализация.
|
||
|
||
//! Настраиваются секвенсоры и тип оцифровки данных. каналы для оцифровки, частота.
|
||
//! В данном случае оцифровка происходит по событию таймера,частота которого
|
||
//! равна частоте ШИМ, чтобы измерять ровно посередине периода ШИМ (требуется для шунтовых
|
||
//! датчиков тока)
|
||
//Запуск оцифровки производится по таймеру NT_PWM3, который синхронизирован с другими таймерами ШИМ.
|
||
//Оцифрованные измерения складываются в ФИФО. Каждый канал АЦП настроен на отдельный секвенсор с ФИФО длиной до 16 измерений.
|
||
//В прерывании с частотой 10 кГц данные забираются из ФИФО и складываются в кольцевые массивы (старые затираются новыми).
|
||
//В том же прерывании из кольцевого массива берется N последних точек и из них вычисляется среднее арифметическое.
|
||
//Число выборок для усреднения N зависит от частоты ШИМ и равна Fшим/10кГц. Если частоты ШИМ меньше 10 кГц, то берется одна выборка, если больше 40 кГц - 4 выборки.
|
||
//К вычисленному среднему значению добавляется калибровочный сдвиг, и оно умножается на коэффициент измерения, в результате получается окончательный результат измерения.
|
||
|
||
//! \memberof TAdcDrv
|
||
void AdcDrv_init(TAdcDrv *p) {
|
||
PWM0->ETSEL_bit.SOCAEN = 1;
|
||
PWM0->ETSEL_bit.SOCASEL = ET_CTR_ZERO;
|
||
PWM0->ETPS_bit.SOCAPRD = 0;
|
||
|
||
Uint32 AdcClock, AdcDiv, trash;
|
||
|
||
// Сколько SYSCLKOUT тактов занимает период ШИМ
|
||
Uint32 pwmPrd = PWM0->TBPRD * (SystemCoreClock / APB0BusClock);
|
||
if (PWM0->TBCTL_bit.CTRMODE == TB_COUNT_UPDOWN)
|
||
pwmPrd = pwmPrd << 1;
|
||
|
||
// Сколько SYSCLKOUT тактов занимает один такт АЦП (AdcDiv)
|
||
AdcDiv = 2 * (RCU->ADCCFG_bit.DIVN + 1); // Итого деление частоты
|
||
AdcClock = SystemCoreClock / AdcDiv; // Снимаем сброс
|
||
|
||
//Инициализация ADC
|
||
ADC->ACTL[0].ACTL_bit.ADCEN = 0x1; // Разрешаем работу АЦП
|
||
ADC->ACTL[0].ACTL_bit.SELRES = ADC_ACTL_ACTL_SELRES_12bit;
|
||
ADC->ACTL[1].ACTL_bit.ADCEN = 0x1; // Разрешаем работу АЦП
|
||
ADC->ACTL[1].ACTL_bit.SELRES = ADC_ACTL_ACTL_SELRES_12bit;
|
||
ADC->ACTL[2].ACTL_bit.ADCEN = 0x1; // Разрешаем работу АЦП
|
||
ADC->ACTL[2].ACTL_bit.SELRES = ADC_ACTL_ACTL_SELRES_12bit;
|
||
ADC->ACTL[3].ACTL_bit.ADCEN = 0x1; // Разрешаем работу АЦП
|
||
ADC->ACTL[3].ACTL_bit.SELRES = ADC_ACTL_ACTL_SELRES_12bit;
|
||
|
||
//Настройка секвенсора 0
|
||
// CH0, CH1, CH2, CH3.
|
||
ADC->EMUX_bit.EM0 = ADC_EMUX_EM0_PWM012A; // Запуск от таймера
|
||
ADC->SEQSYNC = ADC_SEQSYNC_SYNC0_Msk; // Разрешить секвенсор SEQ0
|
||
ADC->SEQ[0].SRQCTL_bit.RQMAX = 0x6; // Опрашивать 4 канала за раз = RQMAX + 1
|
||
ADC->SEQ[0].SRQSEL0_bit.RQ0 = 13; // Какой вход АЦП когда опрашивается
|
||
ADC->SEQ[0].SRQSEL0_bit.RQ1 = 19; // --//--
|
||
ADC->SEQ[0].SRQSEL0_bit.RQ2 = 1; // --//--
|
||
ADC->SEQ[0].SRQSEL0_bit.RQ3 = 31; // --//--
|
||
ADC->SEQ[0].SRQSEL1_bit.RQ4 = 18; // --//--
|
||
ADC->SEQ[0].SRQSEL1_bit.RQ5 = 27; // --//--
|
||
ADC->SEQ[0].SRQSEL1_bit.RQ6 = 29; // --//--
|
||
ADC->SEQ[0].SCCTL_bit.RCNT = 3; // Делать ещё три перезапуска после первого запуска
|
||
ADC->SEQ[0].SRTMR_bit.VAL = pwmPrd / (ADC->SEQ[0].SCCTL_bit.RCNT + 1) / AdcDiv; // Пауза между пусками АЦП на период ШИМ в тактах ACLK
|
||
ADC->SEQ[0].SCCTL_bit.RAVGEN = 1; // Разрешить усреднять по 4 точкам
|
||
ADC->SEQEN_bit.SEQEN0 = 1; // Разрешить секвенсор 0
|
||
ADC->SEQ[0].SCCTL_bit.ICNT = 6; // Вызов прерывания через каждые (ICNT + 1) записи в fifo
|
||
|
||
// Очистка FIFO
|
||
while (ADC->SEQ[0].SFLOAD)
|
||
trash = ADC->SEQ[0].SFIFO;
|
||
|
||
// Ждём, пока АЦП выставит флаг "ГОТОВ" (можно вставить этот цикл после "ADCEN = 1")
|
||
while (!ADC->ACTL[0].ACTL_bit.ADCRDY) {};
|
||
while (!ADC->ACTL[1].ACTL_bit.ADCRDY) {};
|
||
while (!ADC->ACTL[2].ACTL_bit.ADCRDY) {};
|
||
while (!ADC->ACTL[3].ACTL_bit.ADCRDY) {};
|
||
|
||
// Разрешить прерывание от первого секвенсера
|
||
ADC->IM_bit.SEQIM0 = 1;
|
||
NVIC_EnableIRQ(ADC_SEQ0_IRQn);
|
||
NVIC_SetPriority(ADC_SEQ0_IRQn, IRQ_PRIORITY_ADC);
|
||
}
|
||
|
||
|
||
//!Расчет АЦП с частотой основного расчета всей системы управления (обычно 10кГц).
|
||
|
||
//! Занимается обработкой измеренных АЦП значений и преобразует в формат IQ24.
|
||
//! Токи фаз для повышения точности усредняются за несколько измерений
|
||
|
||
//! \memberof TAdcDrv
|
||
|
||
void AdcDrv_fast_calc(TAdcDrv *p) {
|
||
Uint32 trash;
|
||
Uint16 pot, ain1, ain2, temper;
|
||
|
||
// Если всё пошло хорошо, то в ФИФЕ будут уже усреднённые результаты - 4 штуки.
|
||
p->IA_temp = ADC->SEQ[0].SFIFO;
|
||
p->IC_temp = ADC->SEQ[0].SFIFO;
|
||
p->Udc_temp = ADC->SEQ[0].SFIFO;
|
||
pot = ADC->SEQ[0].SFIFO;
|
||
ain1 = ADC->SEQ[0].SFIFO;
|
||
ain2 = ADC->SEQ[0].SFIFO;
|
||
temper = ADC->SEQ[0].SFIFO;
|
||
|
||
// Очистка FIFO на случай, если почему-то там оказалось больше чем надо значений (бывает после остановки житагом)
|
||
while (ADC->SEQ[0].SFLOAD)
|
||
trash = ADC->SEQ[0].SFIFO;
|
||
|
||
// Преобразование
|
||
p->Imeas_a = p->IaGainNom * (((p->IA_temp<< 4) + p->Imeas_a_offset));
|
||
p->Imeas_c = p->IcGainNom * (((p->IC_temp<< 4) + p->Imeas_c_offset));
|
||
p->Udc_meas = p->UdcGainNom * (p->Udc_temp + p->Udc_meas_offset);
|
||
p->Imeas_b = -p->Imeas_a - p->Imeas_c;
|
||
}
|
||
|
||
//!Медленный расчет.
|
||
|
||
//!Занимается пересчетом коэффициентов, используемых в скоростной функции расчета,
|
||
//!чтобы не занимать процессорное время там. Находит коэффициенты,
|
||
//!на которые надо умножить полученное с АЦП значение, чтобы получить
|
||
//!относительные единицы с заданной базой.
|
||
|
||
//! Пример p->PvalveGainNom=_IQ16mpy(p->Pvalve_gain,_IQ(1.0/100));
|
||
//! Pvalve_gain - значение в формате int. задается пользователем в UniCON.
|
||
//!Определяет, скольким процентам соответствует полный диапазон АЦП. В простейшем случае
|
||
//!равен 100. Т.е. когда на АЦП максимальный сигнал, это соответствует 100%.
|
||
|
||
//!_IQ(1.0/100) обратное значение для масштабирующего коэффициента. Так как величину процентов
|
||
//!естественнее всего перевести в относительные единицы так, что 100% соответствут 1.0,
|
||
//!то масштабирующий коэффициент (база) равен 100. Т.е. UniCON, прочитав из системы управления
|
||
//! число 1.0 в формате 8.24 должен умножить его на 100, чтобы отобразились проценты.
|
||
//! Здесь коэффициент задан явно как 1.0/100, но для ряда случаев базовое значение нужно менять.
|
||
//!Так, для токов фаз используется значение _1_I_nom, в формате 8.24, соответствующее единице деленной на
|
||
//базовое значение тока, например, 200 А. Так как в зависимости от мощности преобразователя базовый ток может меняться,
|
||
//то это значение, в отличие от процентов, сделано настраиваемым. Расчет _1_I_nom идет в другом месте, так как
|
||
//занимает много тактов расчета.
|
||
|
||
//Для беззнакового значения АЦП измеряет число от 0 до 65535. (16 разрядов, где заполнены верхние).
|
||
//Для примера с процентами необходимо сделать так, чтобы получилось результирующее значение в формате 8.24,
|
||
//где 1.0 это 65535. Таким образом, нужно сдвинуть число 65535 на 24-16=8 разрядов.
|
||
//Сдвиг на 8 разрядов - это умножение на число 255. Число 255 - это 1.0 в формате 24.8.
|
||
|
||
//Таким образом, PvalveGainNom - это коэффициент в формате 24.8. он получается в результате использования функции
|
||
//_IQ16mpy, аргумены которой Pvalve_gain (int) и 1.0/100 в формате 8.24. Функция IQ множения
|
||
//по сути представляет собой обычное оуможение в 64 разрядах со сдвигом результата вправо на Q разрядов.
|
||
//Т.е. _IQ16mpy умножает число в формате IQ24 9второй аргумент) на целочисленный коэффициент (первый аргумент),
|
||
//а потом сдвигате результат на 16 разрядов вправо.
|
||
//Так, в результате _IQ16mpy(p->Pvalve_gain,_IQ(1.0/100)); получается целочисленное число 255, являющейся
|
||
//1.0 в формате 24.8 из-за сдвига на 16 разрядов вправо.
|
||
|
||
//Всё вышеприведенное мутево сделано с одной целью - увеличить производитлеьность обработки АЦП.
|
||
|
||
//! \memberof TAdcDrv
|
||
void AdcDrv_slow_calc(TAdcDrv *p) {
|
||
// Пересчёт пауз между перезапусками
|
||
volatile Uint16 pwmPrd = PWM0->TBPRD * (SystemCoreClock / APB0BusClock);
|
||
|
||
// Если считает вверх-вниз, то период на деле в два раза больше
|
||
if (PWM0->TBCTL_bit.CTRMODE == TB_COUNT_UPDOWN)
|
||
pwmPrd = pwmPrd << 1;
|
||
|
||
// Делитель частоты АЦП
|
||
Uint16 AdcDiv = 2 * (RCU->ADCCFG_bit.DIVN + 1);
|
||
if (pwmPrd < 1000) pwmPrd = 1000;
|
||
|
||
// Пауза между перезапускмами
|
||
// VAL = (Период ШИМ в тактах SysClkOut) / (Кол-во перезапусков) / (Делитель частоты АЦП)
|
||
ADC->SEQ[0].SRTMR_bit.VAL = pwmPrd / (ADC->SEQ[0].SCCTL_bit.RCNT + 1) / AdcDiv;
|
||
|
||
p->IaGainNom = _IQ16mpy(p->Imeas_a_gain, drv_params._1_I_nom) << 1;
|
||
p->IbGainNom = _IQ16mpy(p->Imeas_b_gain, drv_params._1_I_nom) << 1;
|
||
p->IcGainNom = _IQ16mpy(p->Imeas_c_gain, drv_params._1_I_nom) << 1;
|
||
p->UdcGainNom = _IQ16mpy(p->Udc_meas_gain, drv_params._1_Udc_nom) << 4;
|
||
}
|
||
|
||
//! Миллисекундный расчет
|
||
|
||
//! \memberof TAdcDrv
|
||
void AdcDrv_ms_calc(TAdcDrv *p) {
|
||
|
||
}
|
||
|
||
/*@}*/
|
||
|