Регулировка частоты на контроллере

[spballiance]

Задача: формировать на любом порту контроллера сигнал определенной частоты с точностью 0,01Гц и с шагом 1Гц от 1Гц до 50КГц
Пусть будет мега16/16Mhz

как оптимально обеспечить такие условия?

[kison]

Ну почти для Вас написано
http://telesys.ru/electronics/projects.php?do=p035

[spballiance]

это я уже читал...
автор обошел вопрос генерации частоты, уделив время формированию синуса на ЦАП.

Я пробовал прикинуть через инициализацию Т0 и установку начального значения таймера - мне не очень нравится точность

[kison]

автор обошел вопрос генерации частоты, уделив время формированию синуса на ЦАП.

Вообще то метод DDS там расписан полностью.
Но если хотите берите другой проект за основу - http://www.myplace.nu/avr/minidds/index.htm
Здесь частота выше и ниже точность, но все это зависит от параметров алгоритма.
А у Ридико точность частоты в 0,01Гц обеспечивается. Несмотря на то, что Вам там что то не нравится Особенно если учесть что:

Я пробовал прикинуть через инициализацию Т0 и установку начального значения таймера

Там таймер Т0 вообще не задействован.

[spballiance]

ну принцип у них похожий но синус мне не нужен, и таблицу прямоугольников не хочу забивать в eeprom (ЦАП мне не нужен), мне нужно просто через правильные интервалы времени инвертировать пин какого-нибудь свободного порта. дальше я этим сигналом буду тактировать внешние вещи.

иными словами: можно воспользоваться конечно библиотекой на Си delay_us и формировать интервалы с точностью до 1 мкс, но хотелось найти более изящный способ.

собираю спектрометр U,I(f), 2 каналами ацп снимаю характеристики, затем через фурье делаю нужные мне преобразования

поэтому синус я хочу возложить на внешнюю цепь, тактируемую от контроллера, а контроллер должен сосредоточится на сборе данных и задавании опорной частоты. такой алгоритм оптимален для минимизации погрешности, возникающей при не одновременном измерении тока и напряжения

[kison]

но синус мне не нужен, и таблицу прямоугольников не хочу забивать в eeprom (ЦАП мне не нужен), мне нужно просто через правильные интервалы времени инвертировать пин какого-нибудь свободного порта. дальше я этим сигналом буду тактировать внешние вещи.

Таблица и не нужна, для формирования прямоугольника достаточно выводить в порт старший бит накопителя фазы. Но частота и правильные интервалы не одно и то же.
DDS выравнивает частоту за счет приличного джиттера. В Варианте Ридико с синусом это не проблема - ФНЧ поправит некрасивый сигнал до красивого синуса. С прямоугольником это не пройдет.

иными словами: можно воспользоваться конечно библиотекой на Си delay_us и формировать интервалы с точностью до 1 мкс, но хотелось найти более изящный способ.

Ну прикиньте сами. 50000Гц это 20мкС. 49999.99Гц это 20,000396007840955250913968096568 мкС. Ближайшая частота, которую Вы сможете получить 21мкС =47619Гц. Т.е. шаг почти в 400Гц, а вовсе не 0,01. Если использовать таймер с аппаратным модулем сравнения, то при Fcpu=16000000 на 50000Гц это 320 тактов. 321 такт уже 49844, т.е. шаг 16Гц. Что тоже далеко не 0,01. А если нужен строго меандр, то ближайшее значение 322 такта = 49689Гц. Шаг уже ›300Гц.

поэтому синус я хочу возложить на внешнюю цепь, тактируемую от контроллера

Так все же нужен синус? Поставьте отдельный контроллер с цапом и фильтрами именно на формирование частоты. Как у Ридико. А другим уже производите измерения. Это наименее затратный способ.

[spballiance]

kison
все верно...
сейчас обдумываю постановку задачи, в принципе можно уйти от размерности частоты и переделать формулу на круговая частота=pi/delay_us(длина полупериода)
таким образом мне нужно:
20 точек * 20 измерений в диапазоне 10-20Гц--›100 000-50 000 мкс шаг неважен, т.к. я по изменению частоты делаю расчеты

20 точек * 20 измерений в р-не 90-200Гц--›11 111-5 000 мкс шаг неважен

затем просканировать диапазон 400-2000Гц - 2500-500 мкс - вот тут мне нужна приличная точность и разница между 500 и 501мкс уже 4 Гц - не айс, а найденная частота мне нужна для определенных выводов

таким образом delay_us() мне подойдет только для первых двух случаев, при поиске нужной частоты не катит....

а можно алгоритм DDS или Си код? асм ковырять не очень наглядно, хотя в свое время писал для с51 только на нем, да по 60 страниц
в примере у него 8 регистров, суммирование с учетом переноса и Z, и т.д. и т.п. тяжеловато в голове разворачивать
да и писать я буду на си, т.к. мне нужны библиотеки sin, cos, atan, LCD, d18s20...
писать на асме не буду, слишком заморочно.


второй контроллер как генератор частоты можно поставить atiny со связью с основным контроллером через uart, но это удорожание схемы....меги16 должно хватить на все это
мне синус нужно будет делать очень хороший и с определенной амплитудой и Umin›8V & Umax‹18V, поэтому я буду использовать внешнюю схему

[kison]

а можно алгоритм DDS

Алгоритм расписан в начале статьи Ридико. Там всего две переменных - накопитель фазы и приращение фазы. Первая определяет мгновенную фазу, а вторая приращение фазы между выборками. У Ридико исходник несколько перегружен, он экономил флеш и храни только четверть таблицы синуса. Если хранить полную таблицу, то программа становится очень простой. Если таблица из 256 значений, то старший байт мгновенной фазы - индекс в этой таблице.

второй контроллер как генератор частоты можно поставить atiny со связью с основным контроллером через uart, но это удорожание схемы....меги16 должно хватить на все это

Меги на генерацию хватит, но вот загружена она будет процентов на 80. Хватит ли остатка на все остальное?

поэтому я буду использовать внешнюю схему

Что Вы подразумеваете под "внешней схемой"? Внешний DDS или усилитель с фильтром? Второе в любом случае обязательно должно быть.

[spballiance]

У Ридико исходник несколько перегружен, он экономил флеш и храни только четверть таблицы синуса.

он изящен, но не прозрачен

Меги на генерацию хватит, но вот загружена она будет процентов на 80. Хватит ли остатка на все остальное?

в режиме генерации она будет обрабатывать прерывания по АЦП и собирать массив данных. все преобразования будут потом, когда генерация отключена. но я еще пока не решил. нужно все взвесить.
возможно обработка АЦП будет слишком размазывать точность генерации

Что Вы подразумеваете под "внешней схемой"? Внешний DDS или усилитель с фильтром? Второе в любом случае обязательно должно быть.

второе.

[kison]

он изящен, но не прозрачен

Ну если отбросить фокусы с экономией флеши:

uint32_t AccFz; // мгновенная фаза
uint32_t AddFz; // приращение фазы

#define DAC PORTB

uint8_t SinTbl[256] = {xx,xx,xx... // таблица значений для синуса

ISR(TIMER1_COMPA_vect) // вектор по совпадению OCR1A таймера 1
{
 AccFz += AddFz;
 DAC = SinTbl[AccFz ›› 24]; 
}

Вот и весь алгоритм