uC Input Problem - GPIO

Timmo H. schrieb:
> ... dass du keinen code postest

... und auch keinen Schaltplan, aus dem hervorgeht, wie die Quelle aus 
sieht, die dein PWM-Signal ausgibt (Push-Pull, Open-Kollektor, 
"NPN","PNP") und wie du es mit ggf. mit Pull-Up oder -Down hälst.

Ok, mein Fehler.

Ich werde morgen alle nötigen Infos Hinzufügen. Habe alles auf einem 
anderen Rechner/Ort.

Danke für den Hinweis ;D. Ne Antwort ist besser als keine.

Bis morgen.

Also.

Den Quellcode habe ich unten hinzugefügt.

Was tut es:
Es tastet im Timer Interrupt ein PWM Signal ab (Periode von 75ms), bis 
es einen Periodenbeginn feststellt.
Der Periodenbeginn wird festgestellt, indem auf eine Zustandsänderung 
gewartet wird (Von High auf Low oder von Low auf High).
Wenn dies der Fall ist inkrementiert es den entsprechenden Zähler (high 
oder low).
Wenn sich der Zustand ändert, inkrementiert es entsprechend den anderen 
Zähler.
Dies geht solange, bis sich der Zustand erneut ändert, sprich bis eine 
Periode komplett abgestatet wurde.
Aus den Daten des High- und Lowzählers wird dann der Tastgrad errechnet.
Die Zähler werden zurück gesetzt und der Tastgrad der neuen Periode wird 
ermittelt.

1

if(start == inactive && periode == periode_aus){

2

  if((GP2DAT & 0x01) == HIGH){

3

    zustand = HIGH;

4

  }

5

6

  else if((GP2DAT & 0x01) == LOW){

7

    zustand = LOW;

8

  }

9

    start = active;    

10

}

11

12

else if(start == active && periode == periode_aus){

13

  if(zustand == HIGH){

14

    if((GP2DAT & 0x01) == LOW){

15

      periode = periode_beginn;

16

      low_zaehler = 1 + low_zaehler;

17

      zustand = LOW;

18

    }    

19

  }

20

21

  else if(zustand == LOW){  

22

    if((GP2DAT & 0x01) == HIGH){

23

      periode = periode_beginn;

24

      high_zaehler = 1 + high_zaehler;

25

      zustand = HIGH;

26

    }

27

  }

28

}

29

30

else if(start == active && periode == periode_beginn){

31

  if((GP2DAT & 0x01) == zustand){

32

    if(zustand == HIGH){

33

      high_zaehler = 1+ high_zaehler;

34

    }  

35

    else if(zustand == LOW){

36

      low_zaehler = 1 + low_zaehler;

37

    }

38

  }

39

40

  else if((GP2DAT & 0x01) != zustand){

41

    if(zustand == HIGH){

42

      low_zaehler = 1 + low_zaehler;

43

      periode = periode_mitte;

44

      zustand = LOW;

45

    }  

46

    else if(zustand == LOW){

47

      high_zaehler = 1 + high_zaehler;

48

      periode = periode_mitte;

49

      zustand = HIGH;

50

    }    

51

  }

52

}

53

54

else if(start == active && periode == periode_mitte){

55

  if((GP2DAT & 0x01) == zustand){

56

    if(zustand == HIGH){

57

      high_zaehler = 1+ high_zaehler;

58

    }

59

    else if(zustand == LOW){

60

      low_zaehler = 1 + low_zaehler;

61

    }

62

  }

63

64

  else if((GP2DAT & 0x01) != zustand){

65

    tastgrad = (float)(high_zaehler)/(float)(low_zaehler+high_zaehler);

66

    low_zaehler = 0;

67

    high_zaehler = 0;

68

  }

69

}

Hier ist ein Teil des "init"-Abschnitts mit den relevanten Daten:

1

void init_aduc(void){ //Initialisierung der Taktgeschwindigkeit

2

POWKEY1 = 0x01;

3

POWCON  = 0x0; 

4

POWKEY2 = 0xF4;

5

} //ende init_aduc

6

7

void init_port(void){  //Initialisierung der Ports

8

9

GP2CON = 0x00000000;    //GPI0

10

GP2DAT = 0x00000000;     //Port 2 komplett Eingänge

11

12

} //ende init_port

Das PWM Signal, welches an den Portpin P2.0 geht und abgetastet wird, 
kommt aus einem ACPL-021L-500E.
Die Beschaltung des Optokopplers habe ich als Bild hinzugefügt.

Danke

Hi Stefan,

du hast nicht den Quellcode zur Verfügung gestellt, sondern Auschnitte 
davon reinkopiert - hilft nicht, weil man nicht das komplette Bild hat 
(wenn der Fehler in der Software liegen sollte, dann riskierst du 
Verzögerung bei der Hilfestellung, wenn der Fehler in dem Teil liegt, 
den du nicht gepostet hast). Pack den kompletten Code in ein ZIP und 
häng es hier an.

Das gleiche gilt für die komplette elektrische Schaltung. Mir ist noch 
nicht ganz klar, ob du das mit dem Oszi erzeugte PWM-Signal auch über 
den Optokoppler schickst - dass es direkt am Pin gehen mag, glaub ich 
dir, speziell dann wenn das Oszi eine Push-Pull-Stufe hat. Die hat dein 
Optokoppler zwar wohl auch, die Frage ist, ob der Optokoppler das 
Eingangssignal richtig verarbeitet (GND, etc. wird ja alles korrekt mit 
dem Controller verbunden sein, nehme ich mal an).

Wenn das oben gezeigte Codefitzelchen ein Ausschnitt aus dem Interrupt 
ist, dann sollte m.E. mindestens das Float-Geraffel rausfliegen, weil 
das Zeit braucht. Abgesehen davon ist float i.d.R. unnötig, das Ziel 
kann man auch mit Integer erreichen und dann ist es schneller.

Ralf

Normalerweise haben µCs einen Input Capture an ihren Timer/countern 
eingebaut, der sollte dir alles leichter machen.

Hat er nicht, aber ist ein PLA drin, damit kannste dir das selber bauen.
Ab Seite 60 ist sogar beschrieben wie man die einzelnen 
Konfigurationsbits des PLAs beschreiben muß damit die gewünschte 
funktion rauskommt.
http://www.keil.com/dd/docs/datashts/adi/aduc702x_ds.pdf

Ralf schrieb:

> du hast nicht den Quellcode zur Verfügung gestellt, sondern Auschnitte
> davon reinkopiert - hilft nicht, weil man nicht das komplette Bild hat
> (wenn der Fehler in der Software liegen sollte, dann riskierst du
> Verzögerung bei der Hilfestellung, wenn der Fehler in dem Teil liegt,
> den du nicht gepostet hast). Pack den kompletten Code in ein ZIP und
> häng es hier an.
>

Den gesamten Quellcode kann ich morgen gerne zur Verfügung stellen

> Das gleiche gilt für die komplette elektrische Schaltung. Mir ist noch
> nicht ganz klar, ob du das mit dem Oszi erzeugte PWM-Signal auch über
> den Optokoppler schickst - dass es direkt am Pin gehen mag, glaub ich
> dir, speziell dann wenn das Oszi eine Push-Pull-Stufe hat. Die hat dein
> Optokoppler zwar wohl auch, die Frage ist, ob der Optokoppler das
> Eingangssignal richtig verarbeitet (GND, etc. wird ja alles korrekt mit
> dem Controller verbunden sein, nehme ich mal an).
>

Ich kann/darf die Eagle Datei der Schaltung nicht hochladen. Ist von dem 
Projekt und wir haben keine Urheberrechte. Deswegen hat hier einer schon 
Ärger gehabt.
Deshalb habe ich die Optokopplerbeschaltung auch selbst ge"paintet".

Das vom Oszi erzeugte PWM Signal schicke ich "direkt" an den Input Pin 
des uC. Das Signal stelle ich von der Frequenz und Amplitude her genauso 
ein (133,3 Hz - 7,5ms - ca. 3,3V), wie das Signal, welches die Schaltung 
über den Optokoppler an den uC Pin schickt.
Lediglich den Tastgrad variiere ich, um testen zu können, ob das Progamm 
den Tastgrad richtig erkennt.


Es kommen 2 Kabel vom Output Channel des Oszis. Eins geht an den 
Massestecker des Oszis, das andere geht direkt an den Input des uC.
Dies funktioniert auch wie bereits erwähnt ohne Probleme.

---

Vor dem Optokoppler ist eine Schaltung, die aus einer Spannung ein PWM 
Signal erzeugt.
Der Tastgrad des PWM Signals gibt die Höhe dieser Spannung an. (bis 
maximal 15V)

Das ganze besteht aus einem Dreiecksgenerator (Smitt Trigger - 
Integrator) und einem dahinter liegenden Komparator.
Das vom Komparator erzeugte PWM Signal hat eine Amplitude von 15V.
Diese liegt dann über den Vorwiderstand der Anode und der Diode des 
Optokopplers an (1,5V).

Der bereits angegebene Optokoppler gibt das ganze galvanisch getrennt an 
den Input des uC.

Die rechte Seite des Optokopplers ist wie folgt beschaltet:

- Die 3,3V VCC werden auf dem darauf liegenden Polygon mittels eines 
Regler IC´s erzeugt. Auf dem Polygon werden nur Hilfsspannungen erzeugt.

- Out liegt, mittels Steckverbinder, an P2.0 des uC Boards an. (PWM 
Signal mit 3,3V Amplitude).

- GND liegt am Minuspol des Konstanters an, welches das Polygon für die 
Hilfsspannungen versorgt.

Das uC Eval Board hat eine eigene Versorgung über ein Netzteil.

Ich Frage mich nun, was du damit meinst: "GND, etc. wird ja alles 
korrekt mit dem Controller verbunden sein, nehme ich mal an."

Habe ich diesbezüglich einen Fehler gemacht, wenn man meine Beschreibung 
liest?

> Wenn das oben gezeigte Codefitzelchen ein Ausschnitt aus dem Interrupt
> ist, dann sollte m.E. mindestens das Float-Geraffel rausfliegen, weil
> das Zeit braucht. Abgesehen davon ist float i.d.R. unnötig, das Ziel
> kann man auch mit Integer erreichen und dann ist es schneller.
>

Ja, es ist der Ausschnitt aus dem Interrupt. Diesbezüglich werde ich 
mich erkundigen und versuchen es umzusetzen. Ich hatte bereits gelesen, 
dass man im Interrupt "nicht soviel" Zeit verschwenden soll.

Danke

Karl H. schrieb:
> Stefan schrieb:
>
> Hä?
> Du machst das aber reichlich kompliziert.
>
> Wenn der Timer sowieso regelmässig kommt, dann nimm doch einfach den
> Input Pegel her. Ist er High dann inkrementierst du den einen Zähler,
> ist er low dann inkrementierst du den anderen Zähler.
>
> Stellst du beim Vergleich mit dem Input Zustand vom VORHERGEHENDEN
> Interrupt Aufruf fest, dass es eine steigende Flanke gab, dann
> errechnest du den Tastgrad aus dem Verhältnis der Zähler und setzt sie
> wieder auf 0.
> Dein jetziges Schema zu diesem Thema ist untauglich, weil du davon
> abhhängig bist, dass der Flankenwechsel genau innerhalb der Interrupt
> Routine passiert, was höchst wahrscheinlich so gut wie nie der Fall sein
> wird.

Danke für den Tipp und den Code. Man sieht sicherlich, dass ich nicht so 
oft programmiere ;D. Dein Code hat mich aber überzeugt, dass dies viel 
einfacher geht.

> Und noch ein Rat.
> Gewöhn dir solche Sachen (gemeint ist der explizite Vergleich mit HIGH)
> if((GP2DAT & 0x01) == HIGH){
> schleunigst ab. Du schiesst dir damit auf lange Sicht nur ins Knie.
> Bei dir funktioniert das jetzt, weil du zufälligerweise mittels 0x01 das
> Bit 0 ausmaskierst. Aber bei jedem anderen Bit funktioniert das nicht
> mehr. Denn beispielsweise GP2DAT & 0x02 ergibt dann eben nicht mehr 1,
> sondern 2, wenn das Bit auf 1 ist
> Aus gutem Grund gilt in C die Regel, dass ein Zahlenwert von 0 als
> logisch FALSE gewertet wird und jeder andere von 0 verschiedene als
> logisch TRUE. D.h. du musst gar nicht wissen, welches der Zahlenwert von
> beispielsweise GP2DAT & 0x08 bei einem 1 Bit an der betreffenden Stelle
> tatsächlich ergibt. Denn wenn das entsprechende Bit 4 auf 0 ist, dann
> kommt da 0 heraus und wenn das Bit auf 1 ist dann kommt etwas ungleich 0
> heraus. Und das reicht dann schon.
>
> Solche explizit geforderten Vergleiche wie du sie machst, sind
> Zeitbomben!  if( GP2DAT & 0x01 ) {
>
> entweder der angegebene Ausdruck ergibt etwas ungleich 0 (dann war das
> Bit auf 1), dann wird das if genommen, oder der Ausdruck ergibt 0 (dann
> war das Bit auf 0) und der else kommt zum Zug. Keinen Menschen muss
> dabei interessieren, welcher Zahlenwert sich durch die Und-Verknüfung
> tatsächlich ergibt. Insbesondere muss der nicht dem Wert von HIGH
> (welcher auch immer das ist) entsprechen. Denn bei einem Byte passt der
> Wert von HIGH dann nur in einem von 8 möglichen Fällen. (1 Byte besteht
> aus 8 Bits. Es gibt also 8 von 0 verschiedene Werte, bei denen genau 1
> Bit gesetzt ist)
>
> Und aus ebenso gutem Grund, verlangt ein if keinen Vergleich! Ein if
> will einen Ausdruck sehen!. Der wird ausgewertet und wenn dieses
> Ergebnis ungleich 0 ist, dann wird der then-Zweig ausgeführt,
> andernfalls der else Zweig. Jaaaa, in C sind Vergleiche auch nichts
> anderes als Operationen, die ein Ergebnis liefern. 1 (also etwas
> ungleich 0) wenn der Vergleich zutrifft und 0 wenn er nicht zutrifft.
> Das interessiert aber das if nur insofern, als es ein Ergebnis sehen
> will. Ob das Ergebnis mittels Vergleich zustande kam oder ob da etwas
> ausgerechnet wird, das ist dem if sch...egal.

Ich werde das in dem aktuellen Quellcode und in meinen folgenden 
Projekten einpflegen. Ich habe das leider so gelernt. Nun muss ich es 
mir abgewöhnen

>> Das PWM Signal, welches an den Portpin P2.0 geht und abgetastet wird,
>> kommt aus einem ACPL-021L-500E.
>> Die Beschaltung des Optokopplers habe ich als Bild hinzugefügt.
>
> Du hast aber schon eine Masseverbindung?

Also die Masseverbindung des Optokopplers liegt an dem Minuspol des 
Konstanters, welcher den Optokoppler versorgt.

Das uC Board hat eine eigene Versorgung über ein 9V Netzteil.

Danke

uwe schrieb:
> Hat er nicht, aber ist ein PLA drin, damit kannste dir das selber
> bauen.
> Ab Seite 60 ist sogar beschrieben wie man die einzelnen
> Konfigurationsbits des PLAs beschreiben muß damit die gewünschte
> funktion rauskommt.
> http://www.keil.com/dd/docs/datashts/adi/aduc702x_ds.pdf

Weiß zwar nicht was das sein soll. Werde es mir aber bei Zeit mal 
ansehen.

Danke dir.

Karl H. schrieb:
> Stefan schrieb:
>
>> Also die Masseverbindung des Optokopplers liegt an dem Minuspol des
>> Konstanters, welcher den Optokoppler versorgt.
>>
>> Das uC Board hat eine eigene Versorgung über ein 9V Netzteil.
>
> Die Masse vom Optokoppler Ausgang muss an die Masse von der
> µC-Versorung.
>
> Sonst hängt der Eingang ohne Referenz in der Luft. Kein Wunder wenn du
> dann keine Pulse kriegst.

Also könnte das die Ursache gewesen sein? Das werde ich morgen sofort 
testen. Müsste eine Verbindung vom GND Pin des Optokopplers an den GND 
Pin des uC ziehen. Die Verbindung an den Minuspol des Konstanters müsste 
ich demnach ablöten.

-

Ich habe da nochwas, was ich vergessen habe zu erwähnen. Am Pin 2.0, 
welche ich über die entsprechenden Register als Input konfiguriert habe, 
hat bei Messungen 2V gegen Masse, ohne das dort was angeschlossen ist.

Hat dies damit zutun, dass an dem Pin PullUp aktiviert ist?

Und was hat es mit dem hier bereits erwähnten Push-Pull auf sich?

Danke

Karl H. schrieb:
> Stefan schrieb:
>
>> Also könnte das die Ursache gewesen sein? Das werde ich morgen sofort
>> testen. Müsste eine Verbindung vom GND Pin des Optokopplers an den GND
>> Pin des uC ziehen. Die Verbindung an den Minuspol des Konstanters müsste
>> ich demnach ablöten.
>
> Ja. Die Signalquelle kommt ausschliesslich an die von die mit Annode und
> Kathode bezeichneten Pins.
>
>> Ich habe da nochwas, was ich vergessen habe zu erwähnen. Am Pin 2.0,
>> welche ich über die entsprechenden Register als Input konfiguriert habe,
>> hat bei Messungen 2V gegen Masse, ohne das dort was angeschlossen ist.
>>
>> Hat dies damit zutun, dass an dem Pin PullUp aktiviert ist?
>
> Kann sein. Aber wenn ein Pullup aktiviert ist und sonst nichts drann
> hängt, solltest du am Eingang eigentlich einen Wert von ziemlich genau
> der Versorungsspannung messen können.
>
>> Und was hat es mit dem hier bereits erwähnten Push-Pull auf sich?
>
> Push Pull ist ein Ausgangstreiber. Der kann einen Pin aktiv auf 1 (also
> Versorgungsspannung) als auch auf 0 (also GND) ziehen. Im Prinzip sind
> das 2 Schalter, einer nach Vcc und einer nach GND, von denen immer einer
> geschlossen ist.

Ich danke dir sehr.
Werde morgen meine Korrekturen machen und hoffen, dass es hinhaut und 
ich mit dem Code weiter machen kann.

Der Tastgrad ist im Grunde gesehen nur meine Regelgröße (Istwert) für 
die Spannungsregelung. Die Regelgröße für die Stromregelung bekomme ich 
von einem Lem Wandler.

Vielleicht stoße ich da nochmal auf Hindernisse ;D.

Danke

Karl H. schrieb:
> Stefan schrieb:
>
> Die Masse vom Optokoppler Ausgang muss an die Masse von der
> µC-Versorung.
>
> Sonst hängt der Eingang ohne Referenz in der Luft. Kein Wunder wenn du
> dann keine Pulse kriegst.

Wie sieht es denn mit Signalen aus, die ich vom uC Board an eine andere 
Schaltung schicken möchte? (z.B. vom uC erzeugte PWM Signale an einen 
Schalter.

Muss ich mir da auch Gedanken bezülich der Masse machen?

Ich möchte mich erstmal für den Tipp von gestern Abend bedanken.
Die 3,3V Versorgung des Optokopplers beziehe ich nun von dem uC. Ebenso 
habe ich GND an den des uC's angeschlossen.

Nun funktioniert die Erkennung des Tastgrades. Den Quellcode habe ich 
auch, entsprechend deines Tipps, etwas geändert.
Integer statt Float werde ich auch, wo es möglich ist, noch ändern.

Wie bereits erwähnt ist der Tastgrad, den ich bestimme, eine von 2 
Regelgrößen (Istwert Spannung).

Als Stellgröße nutze ich die Totzeit von PWM Signalen, welche der uC 
erzeugt. Diese gehen dann über Steckverbindungen an eine andere Platine, 
um dort Mosfets zu schalten.

Also habe ich 2 Schaltungen (uC Board & "Leistungsboard") die über 2 
verschiedene Quellen versorgt werden. Diese haben keinen gemeinsamen 
Massebezug.

Ich danke dir hier auch für die sehr informative Erklärung zu den 
Potentialdifferenzen und der Verschaltung bzw. Bedeutung der 
Masseverbindung.

Demnach müsste ich ja eine Verbindung zwischen Minuspol des Konstanters, 
welche den Leistungsboard bedient, und dem eines Masseanschlusses ( vom 
Oszi oder des Konstanters) machen.
Und zusätzlich eine weitere Verbindung zwischen dem Minuspol (oder GND 
Pin) des uC Boards und dem selben Masseanschluss.

In diesem Fall hätten die Versorgungen der beiden Schaltungen ein 
gemeinsames Bezugspotential.

Somit wäre ja auch die Verbindung zwischen dem Optokoppler (VCC & GND) 
und dem uC nicht mehr Notwendig, da beide Versorgungen sich auf die 
selbe Masse beziehen.

Ist meine Interpretation aus den letzten Absätzen korrekt?

Danke

Stefan schrieb:
> Demnach müsste ich ja eine Verbindung zwischen Minuspol des Konstanters,
> welche den Leistungsboard bedient, und dem eines Masseanschlusses ( vom
> Oszi oder des Konstanters) machen.
> Und zusätzlich eine weitere Verbindung zwischen dem Minuspol (oder GND
> Pin) des uC Boards und dem selben Masseanschluss.
>
> In diesem Fall hätten die Versorgungen der beiden Schaltungen ein
> gemeinsames Bezugspotential.
>
> Somit wäre ja auch die Verbindung zwischen dem Optokoppler (VCC & GND)
> und dem uC nicht mehr Notwendig, da beide Versorgungen sich auf die
> selbe Masse beziehen.
>
> Ist meine Interpretation aus den letzten Absätzen korrekt?


Ja dein annahmen sind richtig. beide quellen an den gleichen massebezug 
legen und du hast keine kopfschmerzen mehr.

T.com schrieb:
> Stefan schrieb:
>> Demnach müsste ich ja eine Verbindung zwischen Minuspol des Konstanters,
>> welche den Leistungsboard bedient, und dem eines Masseanschlusses ( vom
>> Oszi oder des Konstanters) machen.
>> Und zusätzlich eine weitere Verbindung zwischen dem Minuspol (oder GND
>> Pin) des uC Boards und dem selben Masseanschluss.
>>
>> In diesem Fall hätten die Versorgungen der beiden Schaltungen ein
>> gemeinsames Bezugspotential.
>>
>> Somit wäre ja auch die Verbindung zwischen dem Optokoppler (VCC & GND)
>> und dem uC nicht mehr Notwendig, da beide Versorgungen sich auf die
>> selbe Masse beziehen.
>>
>> Ist meine Interpretation aus den letzten Absätzen korrekt?
>
> Ja dein annahmen sind richtig. beide quellen an den gleichen massebezug
> legen und du hast keine kopfschmerzen mehr.

Kann ich somit die zwischen uC Board und dem Optokopller hergestellte 
Verbindung (VCC und GND) lösen? Sind ja nun beide Versorgungen an der 
selben Bezugsmasse.

Ich Frage nur, weil die Verbindug per Steckverbinder total nervig ist.

Danke