![](/media/cache/group/site_id.gif.50x50_q85.jpg)
Transistor Gijutsu, October 2014, Special Features Chapter 9, Software of the Function Generator トランジスタ技術2014年10月号 特集第9章のソフトウェア わがまま波形発生器のソフトウェア
Information
tg_201410s8_AD7714 トランジスタ技術 2014年 10月号 第9章のソフトウェア
Program for Section 9 in October. 2014 issue of the Transistor Gijutsu
(Japanese electronics magazine)
概要
このプログラムは、ソフトウエアDDSにより、任意の波形を出力(2ch)します。 特徴は次のとおりです。
- PWM出力をDAコンバータとして利用します。
- 周波数や波形、バースト条件などを個別に設定できる独立した出力を2チャネル持っています。
- 周波数分解能0.023mHz
- 周波数範囲0.023mHz~10kHz
- 各チャネルにそれぞれ、波形の先頭で出力されるトリガ出力があります。
- 出力波形を関数で定義できます。
- 休止波数、出力波数、を設定することでバースト波形が出力できます。
ファイル
このソフトウエアは、次のファイルから構成されています。
- DDS.cpp - DDSによる波形発生
- main.cpp - main()関数
詳細については、10月号の記事および上記ファイル中のコメントを参照してください。
DDS/DDS.cpp
- Committer:
- Dance
- Date:
- 2014-08-29
- Revision:
- 0:f1ecca559ec3
File content as of revision 0:f1ecca559ec3:
#include "mbed.h" #include "USBSerial.h" #include "DDS.h" #include "DigitalOut.h" #include "math.h" DigitalOut out1(P0_2); // osc1のトリガ出力ピン DigitalOut out2(P0_23); // osc2のトリガ出力ピン // 最適化指定。DDS基準周波数100kHzに必要。 #pragma O3 // スタティック変数の領域確保 int16_t DDS::waveForm1[DDS::TBLSIZE]; unsigned int DDS::phaseAcc1 = 0; unsigned int DDS::phaseInc1 = 0; unsigned int DDS::phaseShift1 = 0; int DDS::bstBgn1; int DDS::bstEnd1; int DDS::bstLen1; int DDS::bstDcL1; int DDS::trigger1; int DDS::wc1; int DDS::lp1; int16_t DDS::waveForm2[DDS::TBLSIZE]; unsigned int DDS::phaseAcc2 = 0; unsigned int DDS::phaseInc2 = 0; unsigned int DDS::phaseShift2 = 0; int DDS::bstBgn2; int DDS::bstEnd2; int DDS::bstLen2; int DDS::bstDcL2; int DDS::trigger2; int DDS::wc2; int DDS::lp2; // 割り込みハンドラ void PWM1_IRQHandler (void) { static int pw1 = 1; static int pw2 = 1; LPC_CT32B1->IR |= 0x01; // 割り込み要因のリセット LPC_CT32B1->MR1 = pw1; // PWM1パルス幅変更 LPC_CT32B1->MR2 = pw2; // PWM2パルス幅変更 out1 = DDS::trigger1; // トリガパルス出力 out2 = DDS::trigger2; DDS::trigger1 = 0; // トリガ要因リセット DDS::trigger2 = 0; // 次のPWM幅とトリガ要因を計算 pw1 = DDS::getNextPw1(); pw2 = DDS::getNextPw2(); // トリガパルス終了。パルス幅はPWM計算時間。 out1 = 0; out2 = 0; } // osc1次のパルス幅を得る inline int DDS::getNextPw1(void) { static int ret = 0; // 位相の更新 phaseAcc1 += phaseInc1; // バースト信号処理 if(bstBgn1 <= wc1 && wc1 <= bstEnd1){ ret = waveForm1[(phaseAcc1 + phaseShift1)>> WFRES]; }else{ ret = bstDcL1; } if(lp1 > phaseAcc1){ // バースト出力の先頭でトリガパルスを発生する wc1++; if(wc1 > bstLen1){ wc1 = 1; trigger1 = 1; } } lp1 = phaseAcc1; return ret; }; // osc2次のパルス幅を得る inline int DDS::getNextPw2(void) { static int ret = 0; phaseAcc2 += phaseInc2; if(bstBgn2 <= wc2 && wc2 <= bstEnd2){ ret = waveForm2[(phaseAcc2 + phaseShift2) >> WFRES]; }else{ ret = bstDcL2; } if(lp2 > phaseAcc2){ wc2++; if(wc2 > bstLen2){ wc2 = 1; trigger2 = 1; } } lp2 = phaseAcc2; return ret; }; void DDS::reset(void) { // 割り込みを停止してから変数を初期化 NVIC_DisableIRQ(TIMER_32_1_IRQn); phaseAcc1 = phaseAcc2 = 0; wc1 = wc2 = 1; lp1 = lp2 = 0xffffffff; NVIC_EnableIRQ(TIMER_32_1_IRQn); } // osc1バースト波形の設定 void DDS::burst1(int begin, int end, int length, float dcLevel) { bstBgn1 = begin; bstEnd1 = end; bstLen1 = length; bstDcL1 = WFVSPN - WFMAG * dcLevel * WFVSPN; } // osc1バースト波形の設定 void DDS::burst2(int begin, int end, int length, float dcLevel) { bstBgn2 = begin; bstEnd2 = end; bstLen2 = length; bstDcL2 = WFVSPN - WFMAG * dcLevel * WFVSPN; } void DDS::fillTable(int16_t wftbl[], float level, float ofst, float (*wf)(float x)) { level = (level < -2.0) ? -2.0 : level; level = (level > 2.0) ? 2.0 : level; for(int a = 0; a < TBLSIZE; a++){ // ラジアンを引数として関数値を計算 float val = wf(2.0 * PI * a / TBLSIZE); val = (val < -1.0) ? -1.0 : val; val = (val > 1.0) ? 1.0 : val; // PWMの極性に合わせるためvalの符号を反転し、PWM値に変換 //val = (level * val + ofst) * WFMAG * WFVSPN; val = (level * val + ofst) * WFMAG * WFVSPN; wftbl[a] = WFVSPN - val; } } /// OSC1の波形定義 void DDS::osc1(float f, float p, float level, float ofst, float (*wf)(float x)) { phaseInc1 = (PACCLEN / DDSCLK) * f; if(p < 0){ p = 360 - p; } phaseShift1 = PACCLEN * p / 360.0; fillTable(waveForm1, level, ofst, wf); } /// OSC2の波形定義 void DDS::osc2(float f, float p, float level, float ofst, float (*wf)(float x)) { // 位相増分 phaseInc2 = (PACCLEN / DDSCLK) * f; if(p < 0){ p = 360 - p; } phaseShift2 = PACCLEN * p / 360.0; fillTable(waveForm2, level, ofst, wf); } void DDS::osc1(float freq, float phase) { phaseInc1 = (PACCLEN / DDSCLK) * freq; phaseShift1 = PACCLEN * phase / 360.0; } void DDS::osc2(float freq, float phase) { phaseInc2 = (PACCLEN / DDSCLK) * freq; phaseShift2 = PACCLEN * phase / 360.0; } // 三角波 float triangle(float x) { if(x < PI){ return 2.0 * x / PI - 1.0; }else{ return 2.0 * (2 * PI - x) / PI - 1.0; } } // 三角関数の合成による三角波 float triangleSin(float x) { x -= PI / 2.0; return 8.0 / PI / PI * (sin(x) - sin(3.0 * x) / 9.0 + sin(5.0 * x) / 25.0); //return 8.0 / PI / PI * (sin(x) - sin(3.0 * x) / 9.0 + sin(5.0 * x) / 25.0 - sin(7.0 * x) / 49.0 + sin(9.0 * x)/81.0); } // 方形波 float square(float x) { if(x < PI){ return 1.0; }else{ return -1.0; } } // コンソトラクタ、ハードウエアの初期化 DDS::DDS(void) { LPC_IOCON->TRST_PIO0_14 = 0x83; // P0_14 -> CT32B1_MAT1 LPC_IOCON->SWDIO_PIO0_15 = 0x83; // P0_15 -> CT32B1_MAT2 LPC_SYSCON->SYSAHBCLKCTRL |= 0x1 << 10; // Enable clock CT32B1 LPC_CT32B1->PWMC = 0xf; // Enable MAT0..3 LPC_CT32B1->MCR = 0x03; // MR0 reset & interrupt LPC_CT32B1->PR = 0; LPC_CT32B1->MR0 = WFVSPN - 1; // PWM周期 LPC_CT32B1->MR1 = WFVSPN / 2; // duty 50% LPC_CT32B1->MR2 = WFVSPN / 2; LPC_CT32B1->TCR = 0x02; // counter reset // デフォルトのDDS波形は1kHz連続正弦波 trigger1 = 0; burst1(1, 1, 1, 1.0); osc1(1000.0, 0.0, 0.5, 1.0, sin); trigger2 = 0; burst2(1, 1, 1, 1.0); osc2(2000.0, 0.0, 0.5, 1.0, sin); reset(); // USB割り込みの優先順位を下げる。 NVIC_SetPriority(USB_IRQn, 3); NVIC_SetPriority(USB_FIQn, 3); NVIC_SetPriority(TIMER_32_1_IRQn, 0); // 割り込み処理の登録と許可 NVIC_SetVector(TIMER_32_1_IRQn, (unsigned int)&PWM1_IRQHandler); NVIC_EnableIRQ(TIMER_32_1_IRQn); } void DDS::start(void) { LPC_CT32B1->TCR = 0x01; // counter enable } void DDS::stop(void) { LPC_CT32B1->TCR = 0x02; // counter reset }