Dokument 1.pdf - RWTH Aachen University

2.4 Software
Unterbrechungsroutine der Timer-Einheit wird eingestellt und die Unterbrechungsanforderungen
der Timer-Einheit werden erlaubt. Nach der Initialisierungsroutine
wird im DSP-Code eine endlose Schleife ausgeführt.
Eine vorkonfigurierte Timer-Einheit ruft während des Ausführens einer endlosen
Schleife die Unterbrechungsanforderungen mit einer Frequenz von 50 kHz. Nach
einer Unterbrechungsanforderung wird sofort die Unterbrechungsroutine der Timer-
Einheit gestartet. Die Unterbrechungsroutine der Timer-Einheit wird im Folgenden
als Feedback-Routine bezeichnet. Am Anfang der Feedback-Routine wird immer
nach der Notwendigkeit der Kommunikation mit einem STMAFM-Programm geprüft.
Wenn eine solche Notwendigkeit gegeben ist und die Befehle oder Parameter
des STMAFM-Programms in einem gemeinsamen Speicherbereich abgelegt werden,
greift stets ein Kommandomanager ein. Der Kommandomanager passt sodann den
Ablauf der Feedback-Routine entsprechend an. Es können verschiedene Funktionsmodi
realisiert werden z.B. automatische grobe Annäherung der Tunnelspitze an
die Probe, Rastern der Oberfläche mit diversen Feedback-Modi, laterale und vertikale
Manipulationen, direkter Zugriff an der DIO/DAC/ADC der Datenerfassungsplatine
usw. Zusätzlich besteht die Möglichkeit aus einem STMAFM-Programm
über den Kommandomanager die verschiedenen Parameter der Feedback-Routine
wie bspw. dem Feedbackmodus, diversen Zeitkonstanten, Tunnelstromsollwert, Tunnelspannung,
Rastergröße, Rastergeschwindigkeit u.a. anzupassen.
Ist beispielsweise ein konstanter Tunnelstrom gewünscht, wird über ADC aufgenommener
Spannungsmesswert des Tunnelstromes zuerst über einen digitalen RC-
Filter durchgelassen. An dem gefilterten Messwert wird dann anschließend die Logarithmusfunktion
durch die lineare Interpolation mit Lookup-Tabellen Methode
angewandt. Zwischen dem Logarithmus des gemessenen und des gefilterten Spannungsmesswertes
des Tunnelstromes und dem Logarithmus des Tunnelstromsollwertes
wird eine Differenz gebildet. Diese Differenz wird mit einer Zeitkonstante multiplizier
und von eingestelltem z-Wert am DAC abgezogen. Anschließend wird der
korrigierte z-Wert als Spannung aus DAC für die z-Richtung ausgegeben.
Die automatische grobe Annäherung der Tunnelspitzen zur Probe wird auch im
DSP realisiert. Durch das Ausstrecken des z-Antriebes wird die Tunnelspitze zur Probe
angenähert. Beim Annähern der Tunnelspitze zur Probenoberfläche wird geprüft,
ob der gemessene Tunnelstrom einen voreingestellten maximalen Wert überschritten
hat. Bei einer Überschreitung des maximallen Wertes wird einen DAC-Wert eines z-
Antriebes vermerkt und die Tunnelspitze von der Probe zurückgezogen. Für den Fall,
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