Умножитель частоты шагов на STM32

[Taganrog]

атомарном чтении и записи

Если не секрет..Это как ?

[Duhas]

речь про обращение к отдельному биту, вероятно

[MX_Master]

Затихла как то тема. Как продвигаются дела с разными вариантами умножителя?

Много времени уходит на изучение и тестирование. Буквально вчера догрыз гранит науки по работе DMA с таймерами И сразу упростил механизм генерации шагов на выходе, отдав эту задачу аппаратной части. Упростил подсчёт входных шагов и периодов между ними, тем самым избавился от входного/выходного буфера. Сегодня пересмотрел способ изменения выходной частоты шагов. Сделал как в LCNC - выходная частота интерактивно меняется раз в миллисекунду. Тем самым разгрузил проц от лишних итераций. В общем, шаг за шагом, программная часть уменьшается, а доля аппаратной растёт. Завтра доведу сей тюнинг до стабильной рабочей версии. Как будут свежие новости с тестовых полей, отпишусь

ЗЫ: Логический анализатор за 5$ окупился уже несколько раз.

атомарном чтении и записи

Если не секрет..Это как ?

Михаил Юров уже писал об этом - это когда мы читаем/пишем значения пинов порта не по одному, а сразу все - одной операцией. В идеале - за один такт МК.

[Taganrog]

а сразу все - одной операцией.

Ясно,то есть читаешь не пин а порт. Просто название смутило -ранее с таким выражением не сталкивался.

[Serg]

Атомарная операция - операция, которую нельзя ничем прервать посередине, либо она выполняется полностью, либо не выполняется вообще.

[u37]

offtop/ Ну, вообще-то, я сделал что хотел. Лимиты отрабатываются, но смещение "за" рабочей зоной не компенсируется. Добавить - пара строк, но "зафигом не нать". ))
В остальном всё работает. Плюс 2 аналоговых джойстика.
Современное ПО, действительно, без доп. фильтрации срывает поток. Что Mach3, что planet. Mach еще умудряется выплевывать скорость гораздо выше максимума. Скажем, =его= лимит 1500, а он легко выдает 1600-1700. А то я не мог понять, почему у меня на одной модели идет срыв. Еще одно наблюдение - TB6560 действительно кал. После одного прогона одна из осей стала срываться. Срыв по любому чиху, на любой скорости. Поиск ошибки в контроллере ничего не выявил. В-конец устав, перезапустил контроллер, а баг то остался! Только пересброс TB6560 устранил проблему. Тут подумал, что гораздо проще сделать собственный контроллер шаговика, со стабилизацией движения и слежением за срывом. Тогда бы никаких "сглаживателей" не потребовалось бы. Но ... это только подумалось, делать-то не буду. На самом деле, сделать не трудно, философия близкая - векторник BLDC. Или еще наглее - многополюсный BLDC мотор вместо шаговика. Увы, для моего пластмассового станка сие избыточно. /offtop

[MX_Master]

Ну что ж, метод вывода таймера "Output Compare" вкупе с DMA дают довольно быстрый и стабильный вывод. Провёл пару тестов, в последнем выставил множитель 84, соответственно, из 17 КГц получил 1.5 МГц. И, видимо, это не предел.

[MX_Master]

Подправил мелкие косяки в коде и залил на гитхаб
https://github.com/MX-Master/steps-freq ... /v1.0-beta

Вкратце принцип работы..

Входящие шаги ловим, как и прежде, с помощью EXTI. Для замера периодов между входящими шагами используем отдельный аппаратный таймер. Для вывода шагов каждой оси используются отдельные аппаратные таймеры. У каждого таймера есть 4 канала, используем только один в режиме Output Compare.

Output Compare - это режим канала таймера, при котором можно дёргать выходной пин при совпадении значения счётчика с заданным числом. К примеру, в настройках мы указали, что таймер будет считать от 0 до 168, а число для сравнения будет 84. Как только счетчик досчитает до 84, выходной пин поменяет состояние на обратное. Для нашего случая надо, чтобы выходной пин дёргался не один раз в 168 тактов таймера, а еще чаще. Чтобы получить умножение на 10, надо выходной пин дёрнуть 20 раз за эти 168 тактов таймера. В этом нам поможет DMA.

Для DMA нам нужно заранее состряпать массив вида {8,16,24,32,40,48,...,160,168}. Настраиваем DMA так, чтобы при совпадении значения счетчика с заданным числом, это число заменялось на следующее из массива. Работает это так:

• Счетчик таймера досчитал до 8 и дёрнул выходной пин
• DMA поменял 8 на 16 и счётчик продолжает считать дальше
• Счетчик досчитал до 16 и еще раз дёрнул выходной пин
• DMA поменял 16 на 24 и счётчик продолжает считать дальше
• Счетчик досчитал до 24 и опять дёрнул выходной пин
• DMA поменял 24 на 32 и счётчик продолжает считать...

И так далее до 168. Так у нас получилось, что за эти 168 тактов таймера выходной пин дёрнулся 20 раз, а это наши 10 шагов. Частоту этих шагов мы меняем каждую миллисекунду правкой предделителя таймера. Сам же предделитель таймера рассчитываем на основе периода между входящими шагами.

Выглядит сложно, но работает быстро

Далее хочу подогнать этот код под макетку STM32F103C8T6 за 2$, но там будет только 3 оси для умножения, т.к. на борту всего 4 таймера.

[MX_Master]

Размышляю над третьим способом умножения. Как говорил ранее, в нём надо читать и писать сразу весь порт, а не отдельные пины. Для отлова изменений входного порта, как и прежде, используем обработчики внешних прерываний (EXTI). А вот дальнейшая обработка и умножение могут быть разными.

Первый вариант умножения довольно простой. Нужен совет, правильно ли я делаю. Допустим, у нас есть входной буфер. В него мы складываем значения входного порта, если хотя бы один пин этого порта изменился. А рядом с этими значениями храним засечку по времени, когда порт изменился

Код: Выделить всё

входной буфер
----------------
биты    штамп
порта   времени
----------------
0001    50 мкс
1010    100
0101    150
0000    200
0100    250
0001    300
1100    350

Допустим, я хочу умножить шаги на 2. Создаю выходной буфер, в котором после каждого входного значения вставляю сначала нулевое значение порта, а затем просто повторяю входное значение порта.

Код: Выделить всё

выходной буфер
множитель = 2
----------------
биты    штамп
порта   времени
---------------
0001    50 мкс
0000    50+16
0001    50+32
1010    100
0000    100+16
1010    100+32
0101    150
0000    ..
0101    ..
0000    200
0000    ..
0000    ..
0100    250
0000    ..
0100    ..
0001    300
0000    ..
0001    ..
1100    350
0000    ..
1100    ..

А затем просто пишем в выходной порт эти значения. И, вроде, как шаги умножились на 2. Правильно?

[MX_Master]

Третий способ доделал. Работает, но исполнение и итоговая скорость работы - не фонтан.

Тюнингую второй способ с DMA и таймерами, чтобы он подошёл для маленького STM32F103C8T6 за 2$. У него 4 таймера, поэтому использую всего 2 (а не 6), один для отсчёта времени в миллисекундах, а второй для вывода. Скоро покажу слайды с тестов..

[Крафтер]

Есть системный таймер SysTick, можно его использовать для отсчета времени, и есть еще DWT - отладочный таймер, у него самое большое разрешение. Я уже все эти грабли давно топчу, можешь содрать код . http://www.cnc-club.com/forum/viewtopic ... 20#p335275 . Можно даже считать аппаратно выдаваемые шаги.

[MX_Master]

Есть системный таймер SysTick, можно его использовать для отсчета времени, и есть еще DWT - отладочный таймер, у него самое большое разрешение. Я уже все эти грабли давно топчу, можешь содрать код . http://www.cnc-club.com/forum/viewtopic ... 20#p335275 . Можно даже считать аппаратно выдаваемые шаги.

Посмотрел код. Какая максимальная частота шагов на выходе получилась?

[Oxford]

Автор делает режим мультистеппинга реализованный в драйверах DM от Leadshine. Проще драйвер купить сразу с этим режимом, а не DQ860MA.

[aftaev]

Проще драйвер купить сразу с этим режимом, а не DQ860MA.

Oxford, проще было станок купить, а не спрашивать где правильно ШВП устанавливать Место установки ШВП #1

[Крафтер]

На выходе можно выдавать столько, сколько порт позволяет, то есть хоть 10 МГц.

[michael-yurov]

Автор делает режим мультистеппинга реализованный в драйверах DM от Leadshine. Проще драйвер купить сразу с этим режимом, а не DQ860MA.

Проще, но реализован там этот режим довольно убого, и вреда от него больше чем пользы.

[MX_Master]

На выходе можно выдавать столько, сколько порт позволяет, то есть хоть 10 МГц.

Можно и 84 Мгц, я ж про реальные спрашиваю - по результатам тестов

[Крафтер]

Стесняюсь такие вещи рассказывать ). Собрал себе мелкий станок для опытов, на нём тонкие шпильки, плюс на драйверах микрошаг, чтобы движки не гудели, поэтому по Z выходит 8000 микрошагов/мм, максимальная скорость 5 мм/сек, дальше не хватает напряжения на драйверах (12 вольт от компьютерного бп). Если движки скрутить, можно разгонять их до больших скоростей, именно с пропуском шагов никаких проблем не возникает.

[Oxford]

Проще драйвер купить сразу с этим режимом, а не DQ860MA.

Oxford, проще было станок купить, а не спрашивать где правильно ШВП устанавливать Место установки ШВП #1

Спасибо за совет. А какой станок советуете купить c рабочим полем A3 для фрезеровки алюминия?

[Oxford]

Автор делает режим мультистеппинга реализованный в драйверах DM от Leadshine. Проще драйвер купить сразу с этим режимом, а не DQ860MA.

Проще, но реализован там этот режим довольно убого, и вреда от него больше чем пользы.

В чем проявляется убожество? В чем собственно вред? Если обсуждали практические проблемы, пруф почитаю.