【STM8手持示波仪】软件设计讨论

ifree64 · 发表于 2009-3-24 19:41:47

我的初步构思软件分为三层

1、应用层：波形的显示、波形相关参数计算显示、人机交互及功能设置（触发方式、采样率、量程设置）

2、驱动层：液晶显示驱动、ADC采样（应该用TIM1触发ADC采样吧）、按键驱动、串口驱动（便于调试）、定时器

3、STM8固件库层

还不太成熟，请大家讨论，还望有相关经验的人能指点一二。

ywl0409 · 发表于 2009-3-24 21:53:55

能不能让ADC自由采样,由定时中断信号来读取ADC的转换值.

ifree64 · 发表于 2009-3-24 23:39:02

你的意思是ADC连续采样吗？这样不方便控制采样率吧？

ghost2 · 发表于 2009-3-25 09:45:03

我个人建议从顶向下设计，先把各个屏幕定义一下，然后定义每个屏幕之间的跳转和事件。

基于状态机的软件开发 (原文件名:StateMachine.GIF)

ifree64 · 发表于 2009-3-25 14:52:47

ghost2
哈哈，我也是打算用状态机来开发。
但上面你给的图不是为这个项目设计的吧？

ghost2 · 发表于 2009-3-25 14:56:55

【4楼】 ifree64
>>> ghost2
>>> 哈哈，我的意思也是用状态机来开发。
>>> 但上面你给的图不是为这个项目设计的吧？

这个图不是本项目的，我还没这么快入手。:)
状态机框架结构上比较清晰，也不是很耗资源，利于分模块开发

ZealotNH · 发表于 2009-3-25 15:07:21

能不能像用AVR那样，有定时器中断自动触发ADC转换，ADC中断就是读出AD值？主程序就是状态机运行？

ghost2 · 发表于 2009-3-25 15:29:35

【6楼】 ZealotNH 发仔
>>> 能不能像用AVR那样，有定时器中断自动触发ADC转换，ADC中断就是读出AD值？主程序就是状态机运行？
ADC本身需要时间，放在中断里面不是很合适。
建议时间中断里触发ADC，然后ADC转换结束中断里获取转换结果

ZealotNH · 发表于 2009-3-25 15:47:28

是ADC 设置时设置成 T0或T1触发ADC转换。ADC转换结束中断程序把ADC值读出标识状态，并设置下次的转换通道等等。
不是在中断中执行ADC单次传换。
例如这样，M48的程序

//TIMER0 initialize - prescale:64
// WGM: Normal
// desired value: 500.1uSec
// actual value: 500.000uSec (0.0%)
void timer0_init(void)
{
TCCR0B = 0x00; //stop
TCNT0 = 0x00; //set count
OCR0A=0x47;
OCR0B=0x47;
TCCR0A = 0x03;
TCCR0B = 0x0B; //start timer
}

//ADC initialize
// Conversion time: 90uS
void adc_init(void)
{
ADCSRA = 0x00; //disable adc
// ADMUX = 0x47;  //select adc input 0
ADMUX = AD_CH[AD_CH_P];
ACSR  = 0x80;
ADCSRB = 0x04; //定时器0溢出转换
ADCSRA = 0xAF; //0b1010 1111
}

#pragma interrupt_handler adc_isr:22
void adc_isr(void)
{
unsigned int T=AD_ADD;
unsigned char CT;
//num_disp2(ADC>>2);
T=T+ADC;
AD_ADD=T;
CT=ADC_coute;
CT=CT>>1;
if(!CT)
{AD_CH_P_PASS=AD_CH_P;
  if(AD_CH_P==7) AD_CH_P=0;
  else AD_CH_P++;
  ADMUX=AD_CH[AD_CH_P];
  CT=0x10;
  sbi(SYS_RUN_state,ADOK);}
ADC_coute=CT;
}

my_avr · 发表于 2009-3-25 15:54:57

STM8有外部触发

(原文件名:未命名.JPG)

my_avr · 发表于 2009-3-25 15:55:46

ADC_ETR就是外部触发信号输入

ZealotNH · 发表于 2009-3-25 16:05:44

Internal TGRO trigger from TIM1。把TIM1 设成200K频率。
我什么资料都未看～

ifree64 · 发表于 2009-3-25 16:30:06

STM8的定时器太强大了，比起以前熟悉的ATMEGA16来说，简直是强大太多了。但是也复杂多了，数据手册上说明的好像有点乱，我还没有完全吃透。

我的想法是用TIM1来触发ADC转发，ADC转换结束后产生中断，在中断中将ADC转换结果存到缓冲区中。为了效率ADC选择左对齐，只读高字节放弃第字节，因为192X64液晶没有那么高的分辨率。缓冲区存满后在调用显示子程序送显。

ifree64 · 发表于 2009-3-25 16:50:32

STM8S208RB看上去ADC时钟可以设置到6MHz，转换时间2.33us，这样应该可以达到400K的采样率。

dvhome · 发表于 2009-3-25 17:43:03

【12楼】 ifree64

这个我倒觉得可以探讨一下

我的想法是尽量保留信息量，显示屏的数据跟实际数据不要混淆

这样在暂停采集数据以后，可以通过调节量程看到更细致的数据

不过，这样做的话，资源需求比较大，程序流程走得复杂一些，不知道会不会影响ADC的速度？

smallsnail · 发表于 2009-3-25 17:46:02

【14楼】 dvhome
-------------------
硬件上是不是可以采用双CPU的方案，一个专用于采集数据，一个用于计算显示？

ZealotNH · 发表于 2009-3-25 18:48:51

硬件上是不是可以采用双CPU的方案，一个专用于采集数据，一个用于计算显示？

--------
这样CPU间需要高速度数据传输，用什么方法，并行？串行？

ywl0409 · 发表于 2009-3-25 19:42:20

楼上的方法是个好方法,感觉比较好.一个MPU就相当于ADC+FIFO.
数据传输的话,用并行的吧.速度快,控制容易.

ifree64 · 发表于 2009-3-25 19:51:18

是否用2个CPU要慎重，我也思考过用2个CPU，因为是在2个CPU之间进行采样数据的传递，这样做有没有真的减轻显示cpu或者采样cpu数据处理的负担？

我的意思是采样的cpu将数据传递给LCD和将数据传递给另一个cpu有区别吗？

ifree64 · 发表于 2009-3-25 20:02:28

to【14楼】 dvhome
这样在暂停采集数据以后，可以通过调节量程看到更细致的数据

不是很理解，暂停采集数据后，如何调节量程看到更细致的数据？是指如果信号很小的话，也就是采样数据很小的话，将数据乘以一定的比例再显示吗？
如果是这个意思，只要在高速采样的时候，单片机来得及在中断中将数据保存起来，那么保留10位的采样结果也没有关系。

关于性能我的简单计算，不知对不对，大家指正：
6MHzADC采样时，一次ADC转换用掉14个ADC时钟，如果CPU时钟24MHz的话，一次ADC转换用掉了14*4=56个CPU时钟。如果用中断来读取采样结果，中断的现场保护和恢复时间为9+9=18个CPU时钟，还剩38个CPU时钟用于其他的处理，这个时间是否够？

ZealotNH · 发表于 2009-3-25 20:03:19

感觉没多少，数据采集是硬件完成的。数据读出只需要不多的时间。cpu间通讯也是需要时间的。
除非数据采集的cpu也处理数据。

ywl0409 · 发表于 2009-3-25 20:15:13

数据读出不需要很多时间,可是LCD的显示,其他按键的响应,数据的判断,会需要不少时间的.

ZealotNH · 发表于 2009-3-25 23:28:35

数据处理用的时间最多，如果做个均方根 8位的CPU够忙了。
做过市电128个点的均方根用M16 16M。1602显示要把驱动拆散，程序才能正常运行。
液晶也要很多时间。
按键时间可以忽视。

dvhome · 发表于 2009-3-26 01:35:51

苍天啊，晚上打的大长篇居然发送失败，没了，唉……

重新再来

【15楼】 smallsnail 燕青

我的看法跟【18楼】 ifree64 一样，我认为没有必要使用两个MCU，这样软件、硬件都会更复杂，而实际性能并没有增强。

【19楼】 ifree64
是的，大概就是这么个意思

我的想法是，在程序架构里面，把采样数据和显示数据分离开来。采样数据是直接保存原始的数据，显示数据根据设置的参数将采样数据进行坐标压缩或拉伸变换，然后再显示。这样会不会是画蛇添足了？？

ZealotNH · 发表于 2009-3-26 09:11:39

TO【23楼】 dvhome

把采样数据和显示数据分离开来。采样数据是直接保存原始的数据，显示数据根据设置的参数将采样数据进行坐标压缩或拉伸变换，然后再显示。这样会不会是画蛇添足了？？
<BR >
这样做好，CPU应该忙得过来。

myworkmail · 发表于 2009-3-26 09:32:22

我同意ZealotNH 发仔的意见，可以加个STM32的片子72M的用来做计算，两个片子通过SPI口通信，STM8采样好之后就把采样数据发给STM32，STM32算好再把值传给STM8，也就是STM8当主，STM32当从（让STM8当主就是有点怪啊），这样计算的时间就省下来了，要么用两片STM8，一个当主，做计算和采样，另一个STM8当从，主要作显示和按健什么的，也是通过SPI通信

ZealotNH · 发表于 2009-3-26 09:55:43

【25楼】 myworkmail
我是不赞成双CPU的

，只是没表态。

smallsnail · 发表于 2009-3-26 09:57:49

还是用两个STM8吧！用STM32与STM8，而且让STM8当主，说不过去啊！

sadf123 · 发表于 2009-3-26 10:36:13

建议用两个STM8.一个用做ADC+FIFO,另一个处理和显示数据.这样的话,存储深度也就增加了.

dvhome · 发表于 2009-3-26 11:09:20

硬件、软件复杂程度都增加，成本也增加，功耗也增加

仅仅是增加存储深度，这样也太划不来了

其实只要软件上分时处理好，一个STM8可以完成所有的工作了

sadf123 · 发表于 2009-3-26 11:24:26

如果用一片STM8,所能达到的采样率是不可能到芯片极限的.即便能够达到的话,会有很多时间片不能被采样到.所以如果用两片的话,对于性能来说,不是一般的提高.
因为STM8的IO比较多,所以采用并行的方式,数据传输的速度可以大大提高.同时,软件的复杂程度可以降低很多.

ifree64 · 发表于 2009-3-26 11:40:29

关于是否采用两片stm8，我觉得我们可以先做一下实验，让stm8以最大ADC速度采样，然后送LCD显示（我以为真正占用cpu资源的就这两个任务），看一个stm8是否忙得过来。

另外我还是对采用2片stm8能否提高效率保持怀疑，一个stm8仅仅是adc采样然后将采样到的数据用并行的方式发送给另一个stm8，与将采样到的数据直接送lcd显示相比，是不是要快很多？stm8没有外部数据总线，那么要通过并行方式发送和接收数据只能用软件的方式模拟，而这个和用软件方式将数据传递给LCD是不是效率差不多？

sadf123 · 发表于 2009-3-26 12:54:08

因为在显示的时候,并不是直接把拿来的数据显示到LCD上,还要进行处理,比如是否满足触发条件,采样率的情况,数据的计算等等.所以,还是用两片比较好.

dvhome · 发表于 2009-3-26 13:15:03

【32楼】 sadf123

因此除了FIFO深度以外，其他方面，一片跟两片STM8做出来的效果是基本一样的

关键是看软件怎么处理的问题

关键在于ADC中断不是连续不断一直占用MCU的时钟。
有空余时间的。

这是做这个项目的基本前提。不然的话，即使用两片STM8也没有办法做（如果要保持数据完整性）

myworkmail · 发表于 2009-3-30 15:33:36

今天收到套件了，准备干活，ifree64，ghost2，你们这个程序大概分成几个部分，程序架构是怎么样的？每个人做什么？不是你们都分好了吧，显示都开始做了，那我做ADC吧怎么样？我以前主要是做硬件的，软件不怎么做，做的不好的地方还请你们多多指教

myworkmail · 发表于 2009-3-30 15:38:25

ifree64 ghost2 dvhome，你们最好确定一个总的流程图，这样每个人做的时候，心理就有数了，该怎么做，怎么留接口。

ifree64 · 发表于 2009-3-31 19:15:52

回myworkmail
对于软件的总流程我目前也拿不太准，现在还处于一个摸索阶段。

smallsnail · 发表于 2009-3-31 19:19:33

【36楼】 ifree64
参考一下魏坤的那个流程！

ywl0409 · 发表于 2009-3-31 19:36:13

我上一个我从前做的程序供参考,环境:M8+CVAVR

点击此处下载 ourdev_430905.txt(文件大小:12K) (原文件名:dso-ks0108.txt)

反正就是看个流程吧,相关的头文件就不需要了.

【STM8手持示波仪】软件设计讨论

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