adc采样控制pwm的问题

只看该作者 · 2015-12-29 09:42

我现在需要的功能是：在某一时间后，采样电压，然后超过目标值就驱动电机调压，到了目标值就停止，如果小于目标值就反向调压。
我用的TI的TIVA系列单片机，ADC采样和PWM输出我都可以实现，但是联动起来就有些问题。
TI的函数里都是unsigned int32 定义的变量，我用采样值减去目标值得到一个差值，利用差值的正负、大小，判断是否需要调压，因为有三相，所以for循环三次
遇到了几个问题
1.无法反转和停止，差值恒大于128，我想应该是无符号数不会小于0的错误，但是我如果count定义成有符号的，TI的函数里ADC0_Value是个无符号数，貌似没法相减得到有符号数。可以吗？
2.恒为高电平的PWM总是参杂着很短时间的低电平，我想是不是采样值在临界值左右时刻变化，导致的pwm时开时关。但是我调节电压，低电平一直存在。鉴于第一个问题，无法实现电压变化控制PWM的通断，低电平一直存在倒也不能说明什么。
3.不知道要实现这个功能，该用什么方式避免采样波动引起的边界问题？
for(a=0;a<3;a++)
      {
            count=ADC0_Value[a]-goal;
            PWM_CTRL(count,a);
      }//把三相电压ADC0、ADC1、ADC2和目标值的差值计算出来
      a=0;

void PWM_CTRL(uint32_t count,uint8_t a)//控制三相电机的启动、停止、正反转
{
      if(a==0)
      {
            if(count>=128)
            {S0=4800;S1=0; PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_0_BIT |PWM_OUT_1_BIT), true);}//正转
            else if(0<count<128)
            {PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_0_BIT |PWM_OUT_1_BIT), false);}//不转
            else
            {S0=0;S1=4800; PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_0_BIT |PWM_OUT_1_BIT), true);}//反转
      }
      if(a==1)
      {
            if(count>=128)
            {S2=4800;S3=0； PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_2_BIT |PWM_OUT_3_BIT), true);}//正转
            else if(0<count<128)
            {PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_2_BIT |PWM_OUT_3_BIT), false);}//不转
            else
            {S2=0;S3=4800; PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_2_BIT |PWM_OUT_3_BIT), true);}//反转
      }
      if(a==2)
      {
            if(count>=128)
            {S4=4800;S5=0; PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_4_BIT |PWM_OUT_5_BIT), true);}//正转
            else if(0<count<128)
            {PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_4_BIT |PWM_OUT_5_BIT), false);}//不转
            else
            {S4=0;S5=4800; PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_4_BIT |PWM_OUT_5_BIT), true);}//反转
      }
}

3万 · 2015-12-29 10:10

1、可以先比较大小，然后再做减计算

3万 · 2015-12-29 10:11

pwm是矩型波，肯定有高低电平变化的

3万 · 2015-12-29 10:13

3、一般采样不会引起电压波动的，不清楚你的电路是呢么样的。建议提供下电路图和相关的波形截图

只看该作者 · 2015-12-29 11:12

dirtwillfly 发表于 2015-12-29 10:13
3、一般采样不会引起电压波动的，不清楚你的电路是呢么样的。建议提供下电路图和相关的波形截图 ...

采样电路的话就是很简单的电阻分压，然后降到3.3V以内，直接连到单片机引脚。我在调试launchpad时候，用函数信号发生器输出1.65V的电压，看程序内的ADCvalue的值，一会儿2000，再循环一个又1300。。感觉波动很大啊。不知道什么原因。
我本要采样6路，但是函数信号发生器只给了PE3一个脚信号，但是我在观察保存采样值的value【6】时发现，value【0】=2000，其余value【1】、value【2】等等都有值，而且都很大，都有两三千。那些引脚我并没有接信号，为什么还会采到电压。我用示波器查看那几个引脚的电压，发现确实有1.65V左右的电压，不知道为什么

3万 · 2015-12-29 11:19

djz1992 发表于 2015-12-29 11:12
采样电路的话就是很简单的电阻分压，然后降到3.3V以内，直接连到单片机引脚。我在调试launchpad时候，用 ...

1、adc采样值除了和信号电压有关，还和你选择的基准电压有关系，如果你选择vcc作为基准电压，随着vcc的电压波动，采样值就会变。另外，还和干扰、阻抗等情况有关

3万 · 2015-12-29 11:20

2、未连接的io，一般都是悬空状态，会有感应电压存在，采样值随感应电压变化

只看该作者 · 2015-12-29 12:28

dirtwillfly 发表于 2015-12-29 11:20
2、未连接的io，一般都是悬空状态，会有感应电压存在，采样值随感应电压变化 ...

那您建议如何提高采样精度呢？多次采样取平均么

3万 · 2015-12-29 12:34

djz1992 发表于 2015-12-29 12:28
那您建议如何提高采样精度呢？多次采样取平均么

没看到你的电路，不清楚具体什么原因导致的采样不稳。要找出具体原因，有针对地采取措施

只看该作者 · 2015-12-29 12:42

dirtwillfly 发表于 2015-12-29 12:34
没看到你的电路，不清楚具体什么原因导致的采样不稳。要找出具体原因，有针对地采取措施 ...

就是直接从函数信号发生器接到PE3，ADC0上，中间没有任何电路

3万 · 2015-12-29 12:46

djz1992 发表于 2015-12-29 12:42
就是直接从函数信号发生器接到PE3，ADC0上，中间没有任何电路

PE3脚采样值是多少啊？波动也很大吗？

只看该作者 · 2015-12-29 12:53

dirtwillfly 发表于 2015-12-29 12:46
PE3脚采样值是多少啊？波动也很大吗？

对啊一直接的1.65V 照理说应该是2048，采到的是1900，再运行一遍又变成1200，差的很多

3万 · 2015-12-29 13:00

djz1992 发表于 2015-12-29 12:53
对啊一直接的1.65V 照理说应该是2048，采到的是1900，再运行一遍又变成1200，差的很多 ...

有可能adc配置不有问题，方便的话建议把代码传上来

只看该作者 · 2015-12-29 13:03

//模数转换器实验程序解析
//头文件
#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
#include "inc/hw_types.h"
#include "inc/hw_memmap.h"
#include "inc/hw_ints.h"
#include "inc/hw_gpio.h"
#include "driverlib/fpu.h"
#include "driverlib/sysctl.h"
#include "driverlib/rom.h"
#include "driverlib/pin_map.h"
#include "grlib/grlib.h"
#include "driverlib/gpio.h"
#include "driverlib/adc.h"
#include "driverlib/pwm.h"
#include "driverlib/uart.h"
#include "utils/uartstdio.h"
#include "driverlib/interrupt.h"

uint32_t S0=0,S1=0,S2=0,S3=0,S4=0,S5=0;
uint32_t ADC0_Value[6],Data[6]={0},goal[3];
uint32_t count;

void PWM_INIT(void)
{
//使能M0PWM模块
SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_PWM0);
//使能M0PWM0和M0PWM1输出所在GPIOB和GPIOG
SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOB);
SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOE);

//配置相应GPIO为PWM功能
GPIOPinTypePWM(GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5);
GPIOPinTypePWM(GPIO_PORTE_BASE, GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_4);//不同：PG4、PG5
// PWM时钟配置：不分频
SysCtlPWMClockSet(SYSCTL_PWMDIV_1);
//配置M0PWM发生器：加减计数
PWMGenConfigure(PWM0_BASE,PWM_GEN_0,PWM_GEN_MODE_UP_DOWN| PWM_GEN_MODE_NO_SYNC);
//设置M0PWM发生器的周期,时钟频率/PWM分频数/n,周期=80M/1/6000=
PWMGenPeriodSet(PWM0_BASE, PWM_GEN_0, 6000);
PWMGenPeriodSet(PWM0_BASE, PWM_GEN_1, 6000);
PWMGenPeriodSet(PWM0_BASE, PWM_GEN_2, 6000);
//设置M0PWM0/M0PWM1输出的脉冲宽度
PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE, PWM_OUT_0, S0);//此处S0+S1<=6000
PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE, PWM_OUT_1, S1);
PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE, PWM_OUT_2, S2);
PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE, PWM_OUT_3, S3);
PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE, PWM_OUT_5, S4);
PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE, PWM_OUT_4, S5);
//使能M0PWM0和M0PWM1的输出
//PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_0_BIT |PWM_OUT_1_BIT), true);
//PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_2_BIT |PWM_OUT_3_BIT), true);
//PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_4_BIT |PWM_OUT_5_BIT), true);
//使能M0PWM发生器生成模块0
PWMGenEnable(PWM0_BASE, PWM_GEN_0);
PWMGenEnable(PWM0_BASE, PWM_GEN_1);
PWMGenEnable(PWM0_BASE, PWM_GEN_2);
}

void PWM_CTRL(uint32_t count,uint8_t a)//控制三相电机的启动、停止、正反转
{
if(a==0)
{
if(count>=128)
{S0=4800;S1=0;PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_0_BIT |PWM_OUT_1_BIT), true);}//正转
else if(0<count<128)
{PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_0_BIT |PWM_OUT_1_BIT), false);}//不转
else
{S0=0;S1=4800;PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_0_BIT |PWM_OUT_1_BIT), true);}//反转
}
if(a==1)
{
if(count>=128)
{S2=4800;S3=0;PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_2_BIT |PWM_OUT_3_BIT), true);}//正转
else if(0<count<128)
{PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_2_BIT |PWM_OUT_3_BIT), false);}//不转
else
{S2=0;S3=4800;PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_2_BIT |PWM_OUT_3_BIT), true);}//反转
}
if(a==2)
{
if(count>=128)
{S4=4800;S5=0;PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_4_BIT |PWM_OUT_5_BIT), true);}//正转
else if(0<count<128)
{PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_4_BIT |PWM_OUT_5_BIT), false);}//不转
else
{S4=0;S5=4800;PWMOutputState(PWM0_BASE, (PWM_OUT_4_BIT |PWM_OUT_5_BIT), true);}//反转
}
}

void ADC_INIT(void)
{
//初始化ADC0/PE3
//SysCtlADCSpeedSet(SYSCTL_ADCSPEED_500KSPS);//设置采样速度，默认1MHZ
SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_ADC0);
SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOE);
SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOD);
GPIOPinTypeADC(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3);
GPIOPinTypeADC(GPIO_PORTE_BASE, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3);

//设置ADC参考电压为外部3V，TM4C123GH6PM只能使用内部参考电压，3.3V
//ADCReferenceSet(ADC0_BASE, ADC_REF_EXT_3V);//若ADC_REF_INT，则指使用内部3V参考电压
//配置ADC采集序列
ADCSequenceConfigure(ADC0_BASE, 0,ADC_TRIGGER_PROCESSOR, 0);
ADCSequenceStepConfigure(ADC0_BASE, 0, 0, ADC_CTL_CH0 );//PE3
ADCSequenceStepConfigure(ADC0_BASE, 0, 1, ADC_CTL_CH1 );//PE2
ADCSequenceStepConfigure(ADC0_BASE, 0, 2, ADC_CTL_CH2 );//PE1
ADCSequenceStepConfigure(ADC0_BASE, 0, 3, ADC_CTL_CH3 );//PE0
ADCSequenceStepConfigure(ADC0_BASE, 0, 4, ADC_CTL_CH4 );//PD3
ADCSequenceStepConfigure(ADC0_BASE, 0, 5, ADC_CTL_CH5 );//PD2
ADCSequenceStepConfigure(ADC0_BASE, 0, 6, ADC_CTL_CH6 | ADC_CTL_IE |ADC_CTL_END);//PD1
//ADCSequenceStepConfigure(ADC0_BASE, 0, 7, ADC_CTL_CH7 | ADC_CTL_IE |ADC_CTL_END);//PD0未使用

//使能ADC采集序列
ADCSequenceEnable(ADC0_BASE, 0);
//IntEnable(INT_ADC0SS0);
IntMasterEnable();
ADCIntEnable(ADC0_BASE, 0);
//ADCIntEnableEx(ADC0_BASE,ADC_INT_DMA_SS0);//中断触发设置
ADCIntClear(ADC0_BASE, 0);
}

int main(void)
{
uint8_t a=0,b=0;
//使能FPU
FPUEnable();
FPULazyStackingEnable();
//设置系统时钟为50MHz (400/2/4=50)
SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_4 | SYSCTL_USE_PLL |SYSCTL_XTAL_16MHZ | SYSCTL_OSC_MAIN);
UATR_INIT();
ADC_INIT();
PWM_INIT();
while(1)
{
//触发采集
ADCProcessorTrigger(ADC0_BASE, 0);
//等待采集结束
while(!ADCIntStatus(ADC0_BASE, 0, false));
//获取采集结果
ADCSequenceDataGet(ADC0_BASE, 0, ADC0_Value);
//延时
//SysCtlDelay(SysCtlClockGet() / 12);
PWM_CTRL(count,a);
}
}