UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI PAVIA - Robotica

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3.6.4 Generazione di una onda quadra Per il controllo dei servomotori è necessaria un segnale modulato in PWM, come illustrato nel paragrafo 3.3.2, quindi una onda quadra di frequenza e dutycycle impostabili via software. Per poter generare tale forma d’onda è necessario, innanzitutto, selezionare un clock in ingresso al contatore: il contatore effettua un passo del conteggio in occasione del rise (transizione 0-1) o del fall (transizione 1-0) del segnale di clock, a seconda delle impostazioni. Il clock può essere selezionato tra due diversi input: generato on-board dalla scheda stessa, con la possibilità di scegliere tra la frequenze di 20 MHz oppure di 100 KHz, eventualmente scalabili, oppure può essere fornito dall’esterno mediante un pin apposito nel connettore della scheda stessa. Viste le specifiche temporali richieste nel pilotaggio dei servomotori è stato impostato un clock con periodo di 10 microsecondi. Il periodo e la durata dell’impulso dell’onda quadra generata vengono espressi come multipli interi del periodo di clock, e tali valori di moltiplicazione vengono memorizzati in appositi registri in fase di programmazione dei timer. C_GATE G_SOURCE COUNTER VALUE COUNTER TC G_OUT SOFTWARE COUNTER 2 2 2 1 0 2 1 0 3 2 1 0 2 1 0 3 2 1 0 2 delay = 2 lowtime = 4 hightime = 3 Figura 3.14. Generazione di un treno continuo di impulsi. 54
Il funzionamento dei contatori come generatori di onda quadra è esemplificato in figura 3.14, nel quale viene viene generata una onda quadra con un high-time pari a 3 periodi di clock e un low-time pari a 4 periodi di clock. In effetti, al momento di specificare i parametri che servono a generare la forma d’onda, non è possibile indicare direttamente il periodo dell’onda stessa, ma va impostato il suo low-time, sempre relativo al periodo del clock utilizzato; dovendo variare la durata dell’impulso bisogna ricalcolare il valore del low-time, se si desidera mantenere costante la frequenza del segnale in uscita! Si noti la presenza di un segnale di gate, che abilita o inibisce il conteggio: questo segnale ha una sorgente che può essere impostata via software. Il relativo morsetto è collegato ad una delle uscite digitali della scheda stessa, in modo che tale uscita funga di fatto da interruttore per il funzionamento del servomotore controllato dal timer. E’ bene sottolineare che tale segnale non agisce da interruttore sull’alimentazione del servo, quindi, nonostante il servo non applichi più alcuna coppia al proprio carico, esso è comunque alimentato! Un cenno particolare deve essere tributato all’operazione di cambiamento della durata dell’impulso. Questo può avvenire senza interrompere il treno di impulsi in uscita grazie alla presenza di due banchi di registri per ciascun contatore. Il contatore utilizza un solo banco di registri per volta, mentre l’altro viene usato per caricare i valori corrispondenti alla nuova forma d’onda desiderata: una volta caricati i nuovi valori, si effettua lo switch tra un banco di registri e quello aggiornato; la successiva modifica ai parametri viene effettuata scrivendo nel primo banco ed effettuando nuovamente lo switch. Queste operazioni di accesso alternato ai banchi di registri richiedono una attenta programmazione dei registri in fase di setup della scheda. 55
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