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Mudar a nomenclatura da Geração e Leitura de PPM no Guia #1

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Mudar a nomenclatura da Geração e Leitura de PPM no Guia #1

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2101313
Change PPM name convention
Berbardo Dec 12, 2019
02e00bf
Correct timer to PWM segue
Berbardo Dec 12, 2019
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82 changes: 42 additions & 40 deletions README.md
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Expand Up @@ -37,8 +37,8 @@
- [Interrupções externas](#interrupções-externas)
- [Timers](#timers)
- [PWM](#pwm)
- [Geração de PPM](#geração-de-ppm)
- [Leitura de PPM](#leitura-de-ppm)
- [Geração de PWM limitada](#geração-de-pwm-limitada-(para-servos-e-ESCs))
- [Leitura de PWM](#leitura-de-pwm)
- [I²C](#ic)
- [STM Studio](#stm-studio)
- [Leitura de variáveis](#leitura-de-variáveis)
Expand Down Expand Up @@ -910,8 +910,8 @@ Algumas macros interessantes de timer são:
exemplo seria `&htim2`. Por exemplo, se quiséssemos ler o valor do timer,
utilizaríamos `__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2)`.

As aplicações de timer mais utilizadas na equipe são em PWM e PPM, que serão
explicadas na próxima seção.
As aplicações de timer mais utilizadas na equipe são em PWM, que será
explicada na próxima seção.

# PWM

Expand Down Expand Up @@ -1016,50 +1016,52 @@ uma PWM de duty cycle 44.5% no canal 2 (pino PA9). Esse é o princípio básico.
Partindo disso, podemos desenvolver qualquer lógica para fazer os motores
girarem da forma que queremos.

## Geração de PPM
## Geração de PWM limitada (para servos e ESCs)

Para geração de PPM, utilizamos o mesmo princípio, porque basta interpretarmos a
PPM como uma PWM de duty cycle limitado. Só precisamos pensar nos valores de
Prescaler e Counter Period para fazer o sinal correto.
Alguns componentes, como servos motores e ESCs, recebem um sinal de
PWM com o duty cicle limitado, normalmente entre 1 ms e 2 ms. Para enviarmos
sinais dentro dessa faixa, só precisamos definir os valores de Prescaler e
Counter Period corretos.

Para facilitar as contas e a forma de trabalhar com PPM, recomendo colocar o
Prescaler sempre como o valor da frequência de clock em MHz subtraído de 1 e o
Counter Period como 20000. No nosso caso, colocaremos o Prescaler como 63 e o
Counter Period como 20000. Utilizando a fórmula da frequência da PWM gerada com
esses valores e a frequência do clock (64 MHz), obtemos uma frequência de 50 Hz.
O período é, portanto, 1 / 50 = 0.02 s = 20 ms, que é o período de uma PPM. Como
o Counter Period é 20000, pensar nos valores que a PPM pode ter é simples: 1000
a 2000. Portanto basta limitar o valor que colocamos no terceiro parâmetro da
macro `__HAL_TIM_SET_COMPARE` a um intervalo de 1000 a 2000.
Para facilitar as contas e a forma de trabalhar com esse tipo de PWM, recomendo
colocar o Prescaler sempre como o valor da frequência de clock em MHz subtraído
de 1 e o Counter Period como 20000. No nosso caso, colocaremos o Prescaler como
63 e o Counter Period como 20000. Utilizando a fórmula da frequência da PWM
gerada com esses valores e a frequência do clock (64 MHz), obtemos uma frequência
de 50 Hz. O período é, portanto, 1 / 50 = 0.02 s = 20 ms, que é o período de uma
PWM. Como o Counter Period é 20000, pensar nos valores que a PWM pode ter é
simples: 1000 a 2000. Portanto basta limitar o valor que colocamos no terceiro
parâmetro da macro `__HAL_TIM_SET_COMPARE` a um intervalo de 1000 a 2000.

## Leitura de PPM
## Leitura de PWM

Utilizamos a leitura de PPM principalmente para ler sinais de um receptor. No
caso de robôs sem arma, precisamos ler, geralmente, duas PPMs (elevator e
aileron). No caso de robôs com arma, precisamos ler, geralmente três PPMs
Utilizamos a leitura de PWM principalmente para ler sinais de um receptor. No
caso de robôs sem arma, precisamos ler, geralmente, duas PWMs (elevator e
aileron). No caso de robôs com arma, precisamos ler, geralmente três PWMs
(elevator, aileron e throttle). No exemplo desse documento, faremos a leitura de
três sinais de PPM.
três sinais de PWM.

Vamos começar configurando no Cube. Os pinos que usamos para ler PPM devem ser
de timer e desempenhar a função Input Capture. No nosso exemplo, vamos escolher
o timer 1, canais 1, 2 e 3. No lado esquerdo, em TIM1, escolhemos Clock Source
como Internal Clock e em Channel 1, Channel 2 e Channel 3 colocamos a opção
Vamos começar configurando no Cube. Os pinos que usamos para ler PWM devem ser
de timer e desempenhar a função Input Capture, que configura um interrupt ativado
quando ocorre uma borda de subida e/ou descida no pino. No nosso exemplo, vamos
escolher o timer 1, canais 1, 2 e 3. No lado esquerdo, em TIM1, escolhemos Clock
Source como Internal Clock e em Channel 1, Channel 2 e Channel 3 colocamos a opção
Input Capture direct mode. Com isso, os pinos PA8, PA9 e PA10 serão selecionados
no Pinout na parte direita e estarão com a cor verde.

![Cube PPM read set configurations 1](media/cube_ppm_read_set_config_1.png)

Na parte "Configuration", apareceram algumas opções.

Utilizando o mesmo princípio da parte de geração de PPM, vamos setar o Prescaler
Utilizando o mesmo princípio da parte de geração de PWM, vamos setar o Prescaler
como 63. O Counter Period precisa ser o valor máximo de 16 bits (65535).

![Cube PPM read set configurations 2](media/cube_ppm_read_set_config_2.png)

Descendo um pouco, vemos as configurações de Input Capture Channel 1, Channel 2
e Channel 3. Iremos mudar a Polarity Selection. Esse parâmetro de configuração
escolhe quando ocorre o interrupt no pino setado como Input Capture. Para ler
PPM, queremos essencialmente saber o tempo que o pino esteve em HIGH. Logo, é
escolhe quando ocorre o interrupt no pino setado como Input Capture. Para ler a
PWM, queremos essencialmente saber o tempo que o pino esteve em HIGH. Logo, é
melhor que ocorra interrupt tanto quando o pino passa de LOW para HIGH como
quando passa de HIGH para LOW. Por isso, escolhemos Both Edges em Polarity
Selection. Dependendo do microcontrolador, pode ser que a opção Both Edges não
Expand Down Expand Up @@ -1110,15 +1112,15 @@ Essa função pode ser definida em `main.c` ou em `tim.c`. Uma forma de definir
essa função é a seguinte:

```c
#define PPM_CHANNELS 3
#define PWM_CHANNELS 3

typedef enum _radio_channel {
CH1, /**< Radio Channel 1 */
CH2, /**< Radio Channel 2 */
CH3, /**< Radio Channel 3 */
} radio_channel_t;

static uint16_t ppm_receiver[PPM_CHANNELS] = {0};
static uint16_t pwm_receiver[PWM_CHANNELS] = {0};

void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef* htim) {
static uint16_t _tim1_ch1[2] = {0, 0};
Expand All @@ -1127,42 +1129,42 @@ void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef* htim) {

if (TIM1 == htim->Instance) {
if (HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1 == htim->Channel) {
if (ppm_radio_ch1_is_high()) {
if (pwm_radio_ch1_is_high()) {
_tim1_ch1[0] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1);
} else {
_tim1_ch1[1] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1);
ppm_receiver[CH1] = _tim1_ch1[1] - _tim1_ch1[0];
pwm_receiver[CH1] = _tim1_ch1[1] - _tim1_ch1[0];
}
} else if (HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2 == htim->Channel) {
if (ppm_radio_ch2_is_high()) {
if (pwm_radio_ch2_is_high()) {
_tim1_ch2[0] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_2);
} else {
_tim1_ch2[1] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_2);
ppm_receiver[CH2] = _tim1_ch2[1] - _tim1_ch2[0];
pwm_receiver[CH2] = _tim1_ch2[1] - _tim1_ch2[0];
}
} else if (HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_3 == htim->Channel) {
if (ppm_radio_ch3_is_high()) {
if (pwm_radio_ch3_is_high()) {
_tim1_ch3[0] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_3);
} else {
_tim1_ch3[1] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_3);
ppm_receiver[CH3] = _tim1_ch3[1] - _tim1_ch3[0];
pwm_receiver[CH3] = _tim1_ch3[1] - _tim1_ch3[0];
}
}
}
}
```

As funções `ppm_radio_chx_is_high()` leem o valor do pino como GPIO.
As funções `pwm_radio_chx_is_high()` leem o valor do pino como GPIO.

Analisando o código, vemos que primeiro precisamos checar qual timer gerou o
interrupt. Depois, quais dos canais desse timer que sofreu uma borda de clock.
Temos que contar o tempo que o sinal ficou em alto. Então, como ocorre o
interrupt em bordas de descida como de subida do clock, temos que subtrair o
valor capturado do timer quando ocorreu a borda descida do valor capturado do
timer quando ocorreu a borda de subida. Para detectar se ocorreu uma borda de
subida ou de descida, utilizamos a função `ppm_radio_chx_is_high()`. Se for uma
subida ou de descida, utilizamos a função `pwm_radio_chx_is_high()`. Se for uma
borda de subida, salvamos o valor na primeira posição do vetor. Caso contrário,
na segunda posição. Subtraindo os valores do vetor, temos a leitura da PPM.
na segunda posição. Subtraindo os valores do vetor, temos a leitura da PWM.

Agora, veremos o caso em que não existe a opção Both Edges no timer. Nesse caso,
devemos utilizar uma interrupção externa de GPIO com um timer, explicado na
Expand Down