Синусоида

[goodking]

Привет, пишу прогу для МК. Цель-генерация ШИМ сигналов.
Проблема следующая.

Код:

 

double high;
unsigned int fin;
int z;
                              for (z=1;z<=10;z++)
		 {
		   high=sin((2*PI/10)*z); 
                               high=high*100;
                               if (high>0)
			{
			fin=high;
			PCA0CPH0=128+fin;
			}
			else
			{
			fin=high;
			PCA0CPH0=128-fin;
                                           }
		 }
                               

В даном случае функция sin выдает некорректные значения. В чем может быть проблема?

[Sla]

хех


а не проще ли рассчитать синусоиду заранее, сохранить в таблице, а затем по индексу вытягивать?

[baldr]

goodking, а что значит "неправильные"? И именно ли функция sin(), а не твой код? В каком месте ты снимаешь показания?

[Ochkarik]

goodking, просто интересно... а зачем вам такая дикая связь между синусоидой и широтно-импульсной модуляцией?))))

PS кстати, классный микроконтроллер с поддержкой float point... дайте два!)

PPS прикольно с преобразованиями должно выглядеть. из double в unsigned int....

[goodking]

Прошу прощения за несвоевременный ответ =)).

По порядку

а не проще ли рассчитать синусоиду заранее, сохранить в таблице, а затем по индексу вытягивать?

дело в том, что я никогда раньше не работал с ШИМ, пока просто прикидываю, как оно будет.

просто интересно... а зачем вам такая дикая связь между синусоидой и широтно-импульсной модуляцией?))))

связь такая, что скважность ШИМ сигнала должна изменяться по синусоидальному закону, задается количество периодов в секунду, ну и количество ШИМ импульсов...

PS кстати, классный микроконтроллер с поддержкой float point... дайте два!)

silabs, а что, еще есть такие, что не поддерживают

PPS прикольно с преобразованиями должно выглядеть. из double в unsigned int....

согласен, но это так прикидка, если посоветуете, как значение в 8-битном регистре изменять пропорционально полученному значению double буду благодарен

а что значит "неправильные"? И именно ли функция sin(), а не твой код? В каком месте ты снимаешь показания?

то-есть сначала я посчитал вручную. в отладочном окне смотрю значение переменной в этом

Код:

high=high*100;

месте. С тем, что должно быть не совпадает. =)

[PredatorAlpha]

Попробуй явно указывать double для операций. Также вынеси PI на первое место, что бы выражение интерпретировалось как float:

Код:

   high=sin((PI*2/10)*double(z) ); 
   high=high*100.0;

Какой прототип для sin()? Может, double не поддерживается, а только float? Может, h-файл с прототипом sin() не подключен, и компилятор не понимает, с чем работает sin(), и предполагает int sin(int) ?

[goodking]

спасибо, с синусом вроде разобрался.

теперь вопрос, как это значение занести в регистр PCA0CPH0 ?

[PredatorAlpha]

спасибо, с синусом вроде разобрался.
теперь вопрос, как это значение занести в регистр PCA0CPH0 ?

Ну, неплохо было бы уточнить, что это за регистр и как он расположен - в памяти, на портах или как......

Наверняка в h-файлах он как-то описан, например

#define PCA0CPH0 (*(volatile Uint16*)0x1234)

Что означает 16-битный регистр расположенный по адресу 0х1234
(Естественно, вместо Uint16 может стоять что-то типа unsigned short)
Тогда доступ к нему получается так:

#include "mcregisters.h"
.....
{
  PCA0CPH0 = 0x6655; // Записываем 0x6655 в регистр PCA0CPH0
}

Если нет h-файлов, что описывают регистры, то можно описать самому. Если он в памяти - то так как выше, если на портах - смотри руководство по компилятору как организован доступ к портам.
Если это не memory-mapped регистр и не портовый регистр, а регистр процессора, то разработчик компилятора должен описать способ доступа к такому, нередко это делается напрямую, хотя может быть и через inline-функции на ассемблере.

[Sla]

в любом случае все должно быть сведено к целочисленному значению

синусоида сначала рассчитывается с определенным шагом (шаг определяется возможностью адресации)
Причем ее не нужно рассчитывать от 0 до пи
достаточно рассчитать от 0 до пи/2
Значения вычислять от квадранта
x<=PI/2 - берем напрямую из таблицы
PI/2<x<=PI инвертируем индекс и берем из таблицы
PI<x<=PI*3/2 инвертируем индекс и берем из таблицы и инвертируем данные
PI*3/2<x<=2PI инвертируем данные


ps если не ошибся...

[PredatorAlpha]

Sla, не забывай что на МК памяти (оперативной) часто и килобайта нет... Для десятка пойдёт, но ведь это только предварительный пример....
Это надо специально рассчитанные таблицы к коду прилинковывать, записывать во flash вместе с программой, потом их отдельной подпрограммой, собственно для этого написанной, читать. Для новичка это может оказать непосильной задачей, что намертво прибъёт всё начинание программиста.
Хотя так и стоит сделать.
Хотя если подумать, то возиться с float на МК это очень большое извращение.

[goodking]

Ну, неплохо было бы уточнить, что это за регистр и как он расположен - в памяти, на портах или как.

это регистр- старший байт 16ти разрядного модуля захвата. ШИМ сигнал генерится следующим образом: В регистр PCA0CPH0 заносится величина захвата. Запускается таймер/счетчик. Если код таймера совпадает с кодом в регистре PCA0CPH0-ножка микроконтроллера устанавливается в высокий уровень. Когда величина счетчика достигает значения 0xff-на ножке устанавливается лог.0. То есть меняя значение в PCA0CPH0 меняем скважность выходного сигнала. Вообще-то можно использовать 16-ти разрядный ШИМ, но там частота сигнала получается 49MGz/65535=747Hz, а это мало, поэтому использую 8 битный.
 Вопрос как лучше значение регистра сравнения изменять пропорционально получаемой переменной double??

[Sla]

синусоида рассчитывается предварительно и хранится в коде... Так что ОЗУ здесь не очень-то и нужно.

Может я уже отстал, но что-то мне не встречались МК с плавающей запятой. Но даже если и есть, то все равно нужно переводить в целочисленное, для того чтоб, хотя бы записать или в порт, или в тот же регистр таймера

Судя по названию регистра PCA0CPH0 это что-то из 51-ой серии а там пока о флоат рано думать

[goodking]

PCA0CPH0 это что-то из 51-ой серии а там пока о флоат рано думать

ну почему, silabs 8051f120, все поддерживается. Память 2к функций, 64к прогр.

[Sla]

goodking, что поддерживается? float?
а ну-ка командочку в студию...

[goodking]

goodking, что поддерживается? float?
а ну-ка командочку в студию...

а почему бы ей не поддерживатся , включаю файл C51FPS.LIB и все работает

Добавлено через 27 минут и 54 секунды:
если интересует http://www.silabs.com/pages/DownloadDoc.aspx?FILEURL=Support%20Documents/TechnicalDocs/CIP-51.pdf&src=SupportDocLibrary вот ссылка на систему команд ядра CIP-51, какое и используется!

[PredatorAlpha]

Ну, если тебя не смущает, что вычисление синуса идёт от 823 до 5558 тактов, то вперёд!

Добавь ещё пару сотен тактов на умножение, и сотню на несколько преобразований int=>float и float=>int. И зацени время одного прохода по циклу.
Кстати, команд я там не заметил... Только описание некоторых функций (программных!!) библиотеки.

[goodking]

Ну, если тебя не смущает, что вычисление синуса идёт от 823 до 5558 тактов, то вперёд!

Добавь ещё пару сотен тактов на умножение, и сотню на несколько преобразований int=>float и float=>int. И зацени время одного прохода по циклу.

То-есть лучше вычислять синусоиду заранее?

[PredatorAlpha]

То-есть лучше вычислять синусоиду заранее?

Если есть время попить кофе, то можно и так....

[Finch]

Если нужно вычислить функцию синуса с постоянным приростом угла, То сушествует замечательная фунция в тригонометрии.

Код:

sin(A+B) = sin(A) * cos(B) + cos(A) * sin(B)
cos(A+B) = cos(A) * cos(B) - sin(A) * sin(B)

Т.е. действие вычисления следуюшего синуса сведется к 4 умножениям, 1 прибавлению и 1 отниманию.

[Алексей++]

А ещё существуют таблицы Брадиса Уже давно посчитаны, осталось только найти электронный вариант (а у нас были такие жёлтые брошурки - всеобщая ненависть школьников )

[Finch]

Алексей1153++, Ну это то, что предлагал уже Слава

[Алексей++]

ну да )

кстати, в экселе за 5 минут вся эта таблица делается, а при желании - сразу в нужном для вставки в код форматированном виде.

[Ochkarik]

в целочисленных процах синус(и вытекающие) считают четырмя методами.
1. по таблице, на четверть периода по фазе, с требуемым шагом - жрет много памяти, если нужна хоть какая то точность.
2. при помощи какой нибудь апроксимирующей функции. порядка 5-7го. довольно кривенько, но иногда прокатывает. иногда такие либы и идут комплекте (обнаружил в TMS)
3. по кордику - это классика жанра, описаний в нете полно должно быть. считается итеративно, но очень простой цикл. у меня точность 14бит получалось за 160тактов помоему, на TMS с двумя АЛУ. хотя на C51 не факт что это будет очень быстро.
4. сочетание таблицы с последующим уточнением по кордику - самый смак) любой компромисс между памятью, скоростью и точностью.

ЗЫ тема по-моему в раздел мк)
PPS по кордику, это почти как Finch изложил)

[Вад]

Ochkarik, согласен, переношу тему в "Микроконтроллеры"

[RXL]

Silabs делает хорошие чипы, но система команд там по прежнему MCS-51. По этому будет много быстрее работать с фиксированной точкой, а не с плавающей. Я не про синусы, а про умножения (синусы надо через таблицы делать - 128..512 байт программной памяти на всю таблицу). Встроенный умножитель всего на 8 бит - потребуются функции работы с большей разрядностью.


Возвращаясь к базовой задаче. Очень хотелось бы увидеть словесное описание алгоритма, применительно к данному железу. Повторение синуса - не такая простая задача, как может показаться. Также хотелось бы услышать физические параметры: тактовая частота чипа, частота ШИМ, диапазон частот воспроизводимого через ШИМ сигнала.

[Dimka]

Т.е. действие вычисления следуюшего синуса сведется к 4 умножениям, 1 прибавлению и 1 отниманию.

Если итеративно считать A+dA, будет накапливаться погрешность. Если по условию значение хранится в 8-битном регистре, погрешность будет накапливаться очень быстро. При желании можно даже составить функцию, которая по заданному dA и заданным точностям исходных данных и результата определить предельное количество итераций.

Для 8-бит аргумента оптимально будет вбить статическую хэш-таблицу значений. Её размер 256 значений (если значение тоже 8 бит - 256 байтов) - думаю, без проблем влезет даже в самый скромный контроллер. Производительность - как у выборки значения из массива по индексу.

[goodking]

описание алгоритма, применительно к данному железу.

Думаю так- рассчитываю значения синусов для определенного количества точек=>заношу все значения в массив=> в непрерывном цикле поочередно заношу эти значения в регистр сравнения.

физические параметры: тактовая частота чипа, частота ШИМ, диапазон частот воспроизводимого через ШИМ сигнала.

тактовая-макс.4.9 MGz
ШИМ-меняется (макс.30000 Gz)

[Ochkarik]

30кГц, это частота основной гармоники ШИМ или частота дискретизации выходных отсчетов?
в последнем случае вы должны уложится в 160тактов/отсчет.
про первый вариант я пока молчу)

PS в непрерывном можно, но вам тогда придется отключить все прерывания, и выравнивать все условные переходы по числу тактов.
иначе фаза гулять будет.
обычно это делают через программирование таймера и прерывание.

[Sla]

goodking, что поддерживается? float?
а ну-ка командочку в студию...

а почему бы ей не поддерживатся , включаю файл C51FPS.LIB и все работает

Добавлено через 27 минут и 54 секунды:
если интересует http://www.silabs.com/pages/DownloadDoc.aspx?FILEURL=Support%20Documents/TechnicalDocs/CIP-51.pdf&src=SupportDocLibrary вот ссылка на систему команд ядра CIP-51, какое и используется!

Не путай систему команд и библиотеку...

Думаю так- рассчитываю значения синусов для определенного количества точек=>заношу все значения в массив=> в непрерывном цикле поочередно заношу эти значения в регистр сравнения.

У тебя синусоида рассчитывается каждый раз по разному?

[goodking]

У тебя синусоида рассчитывается каждый раз по разному?

характеристики (обводящая частота, частоат заполнения) будут меняться