Some refactor. Clean up. Add comments.
authorasterix <asterix@38d2e660-2303-0410-9eaa-f027e97ec537>
Tue, 27 Apr 2010 15:20:54 +0000 (15:20 +0000)
committerasterix <asterix@38d2e660-2303-0410-9eaa-f027e97ec537>
Tue, 27 Apr 2010 15:20:54 +0000 (15:20 +0000)
git-svn-id: https://src.develer.com/svnoss/bertos/trunk@3549 38d2e660-2303-0410-9eaa-f027e97ec537

bertos/cfg/cfg_dc_motor.h
bertos/drv/dc_motor.c
bertos/drv/dc_motor.h
bertos/hw/hw_dc_motor.h

index 409badda2e7046072af4e09ad97a13ed7fa0a803..12a8afd8c55bab5186a773ebe93990bf60ed9aa2 100644 (file)
@@ -32,7 +32,6 @@
  *
  * \brief Configuration file for DC motor module.
  *
- * \version $Id$
  *
  * \author Daniele Basile <asterix@develer.com>
  */
  */
 #define DC_MOTOR_LOG_FORMAT     LOG_FMT_TERSE
 
+
+/**
+ * Min value of DC motor speed.
+ * \note Generally this value is the min value of the ADC conversion,
+ * if you use it.
+ *
+ * $WIZ$ type = "int"
+ */
+#define CONFIG_DC_MOTOR_MIN_SPEED              0
+
+
+/**
+ * Min value of DC motor speed.
+ * \note Generally this value is the min value of the ADC conversion,
+ * if you use it.
+ *
+ * $WIZ$ type = "int"
+ * $WIZ$ max = 65535
+ */
+#define CONFIG_DC_MOTOR_MAX_SPEED         65535
+
+
 #endif /* CFG_DC_MOTOR_H */
index dae5610d439041a48f40d865c07acac329fac425..34cc56bd31ae524827f5bf1c277c9e9b5a74466d 100644 (file)
  *
  * Thi module provide a simple api to controll a DC motor in direction and
  * speed, to allow this we use a  Back-EMF technique.
- *
- * TODO: write a brief..
+ * This technique is basid on the capability of the DC motor to became generator
+ * of voltage when we turn off its supply. This happend every time we turn off the
+ * DC motor supply, and it continue to rotate for a short time thanks its mechanical
+ * energy. Using this idea we can turn off the motor for a very short time, and
+ * going to read the volage value from DC motor supply pins. This voltage say to us
+ * the actual speed of the motor.
+ * Sampling the DC motor speed we are able to controll its speed.
  *
  * \author Daniele Basile <asterix@develer.com>
  */
 #include <algo/pid_control.h>
 
 #include <drv/timer.h>
-#include <drv/adc.h>
 
 #include <kern/proc.h>
 
 #include <string.h>
 
+/**
+ * Define status bit for DC motor device.
+ */
+#define DC_MOTOR_ACTIVE           BV(0)     ///< DC motor enable or disable flag.
+#define DC_MOTOR_DIR              BV(1)     ///< Spin direction of DC motor.
+
+/*
+ * Some utility macro for motor directions
+ */
+#define POS_DIR                   1
+#define NEG_DIR                   0
+#define DC_MOTOR_POS_DIR(x)       ((x) |= DC_MOTOR_DIR)   // Set directions status positive
+#define DC_MOTOR_NEG_DIR(x)       ((x) &= ~DC_MOTOR_DIR)  // Set directions status negative
+
+// Update the status with current direction
+#define DC_MOTOR_SET_STATUS_DIR(status, dir) \
+               (dir == POS_DIR ? DC_MOTOR_POS_DIR(status) : DC_MOTOR_NEG_DIR(status))
+
+
 /**
  * DC motor definition.
  */
 static DCMotor dcm_all[CONFIG_NUM_DC_MOTOR];
+static int dcm_registered_num;
 
-/// Stack process for DC motor poll.
-static cpu_stack_t dc_motor_poll_stack[1024];
+// Stack process for DC motor poll.
+static PROC_DEFINE_STACK(dc_motor_poll_stack, 400);
 
-///< Sample period for all DC motor.
+// Sample period for all DC motor.
 static mtime_t sample_period;
 
 // Only for Debug
 LOG_INFOB(static int debug_msg_delay = 0;);
 
-//Forward declaration
-static void dc_motor_do(int index);
+
+INLINE dc_speed_t dc_motor_readSpeed(int index)
+{
+       DCMotor *dcm = &dcm_all[index];
+       LOG_INFO("DC motor[%d]\n", index);
+
+       return HW_DC_MOTOR_READ_VALUE(dcm->cfg->adc_ch, dcm->cfg->adc_min, dcm->cfg->adc_max);
+}
+
+/**
+ * Read the target speed from select device.
+ */
+dc_speed_t dc_motor_readTargetSpeed(int index)
+{
+       DCMotor *dcm = &dcm_all[index];
+       LOG_INFO("DC motor[%d]\n", index);
+
+       return HW_DC_MOTOR_READ_VALUE(dcm->cfg->speed_dev_id, CONFIG_DC_MOTOR_MIN_SPEED, CONFIG_DC_MOTOR_MAX_SPEED);
+
+}
+
+
+/*
+ * Sampling a signal on DC motor and compute
+ * a new value of speed according with PID control.
+ */
+static void dc_motor_do(int index)
+{
+       DCMotor *dcm = &dcm_all[index];
+
+       dc_speed_t curr_pos = 0;
+       pwm_duty_t new_pid;
+
+       //If select DC motor is not active we return
+       if (!(dcm->status & DC_MOTOR_ACTIVE))
+               return;
+
+
+       //Compute next value for reaching target speed from current position
+       if (dcm->cfg->pid_enable)
+       {
+               curr_pos = dc_motor_readSpeed(index);
+               new_pid = pid_control_update(&dcm->pid_ctx, dcm->tgt_speed, curr_pos);
+       }
+       else
+               new_pid = dcm->tgt_speed;
+
+       LOG_INFOB(if (debug_msg_delay == 20)
+       {
+               LOG_INFO("DC Motor[%d]: curr_speed[%d],curr_pos[%d],tgt[%d]\n", dcm->index,
+                                                       curr_pos, curr_pos, dcm->tgt_speed);
+               debug_msg_delay = 0;
+       }
+       debug_msg_delay++;
+       kputs("\n"););
+
+       //Apply the compute duty value
+       pwm_setDuty(dcm->cfg->pwm_dev, new_pid);
+
+       //Restart dc motor
+       pwm_enable(dcm->cfg->pwm_dev, true);
+
+       DC_MOTOR_ENABLE(dcm->index);
+}
+
+
+/*
+ * Check if the DC motor run time is expired, if this happend
+ * we turn off motor and reset status.
+ */
+INLINE bool check_timerIsExpired(int index)
+{
+       if (((dcm_all[index].expire_time - timer_clock()) < 0) &&
+                       (dcm_all[index].expire_time != DC_MOTOR_NO_EXPIRE))
+       {
+               dc_motor_enable(index, false, DC_MOTOR_IDLE_MODE);
+               dcm_all[index].expire_time = DC_MOTOR_NO_EXPIRE;
+               return false;
+       }
+
+       return true;
+}
 
 /**
  * Process to poll DC motor status.
@@ -101,17 +205,30 @@ static void NORETURN dc_motor_poll(void)
                 * For all DC motor we read and process output singal,
                 * and choose the max value to off time
                 */
-               for (i = 0; i < CONFIG_NUM_DC_MOTOR; i++)
+               for (i = 0; i < dcm_registered_num; i++)
                {
-                       dc_motor_do(i);
-                       max_sample_delay = MAX(max_sample_delay, dcm_all[i].cfg->sample_delay);
+                       if (check_timerIsExpired(i))
+                       {
+                               dc_motor_do(i);
+                               max_sample_delay = MAX(max_sample_delay, dcm_all[i].cfg->sample_delay);
+                       }
+
+                       /*
+                        * If we read speed from trimmer we update the target
+                        * speed value when motor is running so we can make
+                        * dc motor speed regulation.
+                        */
+                       if (dcm_all[i].cfg->enable_dev_speed)
+                               dc_motor_setSpeed(i, dc_motor_readTargetSpeed(i));
                }
 
                //Wait for next sampling
                timer_delay(sample_period - max_sample_delay);
 
-               for (i = 0; i < CONFIG_NUM_DC_MOTOR; i++)
+               for (i = 0; i < dcm_registered_num; i++)
                {
+                       check_timerIsExpired(i);
+
                        if (dcm_all[i].status & DC_MOTOR_ACTIVE)
                        {
                                DC_MOTOR_DISABLE(dcm_all[i].index);
@@ -124,48 +241,6 @@ static void NORETURN dc_motor_poll(void)
        }
 }
 
-/*
- * Sampling a signal on DC motor and compute
- * a new value of speed according with PID control.
- */
-static void dc_motor_do(int index)
-{
-       DCMotor *dcm = &dcm_all[index];
-
-       dc_speed_t curr_pos;
-       pwm_duty_t new_pid;
-
-       //If select DC motor is not active we return
-       if (!(dcm->status & DC_MOTOR_ACTIVE))
-               return;
-
-       //Acquire the output signal
-       curr_pos = ADC_RANGECONV(adc_read(dcm->cfg->adc_ch), dcm->cfg->adc_min, dcm->cfg->adc_max);
-
-       //Compute next value for reaching target speed from current position
-       new_pid = pid_control_update(&dcm->pid_ctx, dcm->tgt_speed, curr_pos);
-
-
-       LOG_INFOB(if (debug_msg_delay == 20)
-       {
-               LOG_INFO("DCmt[%d]>curr_speed[%d],tgt[%d]\n", dcm->index, curr_pos, dcm->tgt_speed);
-               LOG_INFO("%d,", curr_pos);
-               debug_msg_delay = 0;
-       }
-       debug_msg_delay++;
-       kputs("\n"););
-
-       LOG_WARN("tg[%d], new_pid[%d], pos[%d]\n", dcm->tgt_speed, new_pid, curr_pos);
-
-       //Apply the compute duty value
-       pwm_setDuty(dcm->cfg->pwm_dev, new_pid);
-
-       //Restart dc motor
-       pwm_enable(dcm->cfg->pwm_dev, true);
-
-       DC_MOTOR_ENABLE(dcm->index);
-}
-
 /**
  * Set spin direction of DC motor.
  *
@@ -176,19 +251,13 @@ void dc_motor_setDir(int index, bool dir)
 {
        DCMotor *dcm = &dcm_all[index];
 
-       if (dir != (dcm->status & DC_MOTOR_DIR))
-       {
-               //Reset previous direction flag, and set new
-               dcm->status &= ~DC_MOTOR_DIR;
-               dcm->status |= DC_MOTOR_DIR;
-
-               /*
-                * To set dc motor direction we must also set the
-                * PWM polarity according with dc motor driver chip
-                */
-               pwm_setPolarity(dcm->cfg->pwm_dev, dir);
-               DC_MOTOR_SET_DIR(index, dir);
-       }
+       /*
+        * To set dc motor direction we must also set the
+        * PWM polarity according with dc motor driver chip
+        */
+       pwm_setPolarity(dcm->cfg->pwm_dev, dir);
+       DC_MOTOR_SET_DIR(dcm->index, dir);
+       DC_MOTOR_SET_STATUS_DIR(dcm->status, dir);
 }
 
 
@@ -197,13 +266,37 @@ void dc_motor_setDir(int index, bool dir)
  */
 void dc_motor_setSpeed(int index, dc_speed_t speed)
 {
-       dcm_all[index].tgt_speed = speed;
+       DCMotor *dcm = &dcm_all[index];
+
+       dcm->tgt_speed = speed;
+
+       LOG_INFO("DC Motor[%d]: Tspeed[%d]\n", index, dcm->tgt_speed);
 }
 
 /**
- * Enable or disable dc motor
+ * Set among of time that dc motor should run.
  */
-void dc_motor_enable(int index, bool state)
+ void dc_motor_setTimer(int index, mtime_t on_time)
+ {
+        dcm_all[index].expire_time = DC_MOTOR_NO_EXPIRE;
+        if (on_time != DC_MOTOR_NO_EXPIRE)
+               dcm_all[index].expire_time = timer_clock() + ms_to_ticks(on_time);
+ }
+
+/**
+ * Enable or disable dc motor.
+ *
+ * There are two \a mode to disable the dc motor:
+ *  - DC_MOTOR_DISABLE_MODE
+ *  - DC_MOTOR_IDLE
+ *
+ * The DC_MOTOR_DISABLE_MODE shut down the DC motor and
+ * leave it floating to rotate.
+ * The DC_MOTOR_IDLE does not shut down DC motor, but put
+ * its supply pin in short circuite, in this way the motor result
+ * braked from intentional rotation.
+ */
+void dc_motor_enable(int index, bool state, int mode)
 {
        DCMotor *dcm = &dcm_all[index];
 
@@ -220,9 +313,12 @@ void dc_motor_enable(int index, bool state)
        else
        {
                pwm_enable(dcm->cfg->pwm_dev, false);
-               DC_MOTOR_DISABLE(dcm->index);
-
                dcm->status &= ~DC_MOTOR_ACTIVE;
+
+               if (mode == DC_MOTOR_DISABLE_MODE)
+                       DC_MOTOR_DISABLE(dcm->index);
+               else /* DC_MOTOR_IDLE_MODE */
+                       DC_MOTOR_IDLE(dcm->index);
        }
 }
 
@@ -240,8 +336,20 @@ void dc_motor_setup(int index, DCMotorConfig *dcm_conf)
         */
        dcm->index = index;
 
+       /*
+        * By default the motor run forever..
+        */
+       dcm->expire_time = DC_MOTOR_NO_EXPIRE;
+
+       /*
+        * Clear the status.
+        */
+       dcm->status = 0;
+
+       // Update registered motors.
+       dcm_registered_num++;
+
        pwm_setFrequency(dcm->cfg->pwm_dev, dcm->cfg->freq);
-       pwm_setPolarity(dcm->cfg->pwm_dev, dcm->cfg->pol);
        pwm_enable(dcm->cfg->pwm_dev, false);
 
        //Init pid control
@@ -265,9 +373,10 @@ void dc_motor_setup(int index, DCMotorConfig *dcm_conf)
 
        //Set default direction for DC motor
        DC_MOTOR_SET_DIR(dcm->index, dcm->cfg->dir);
+       DC_MOTOR_SET_STATUS_DIR(dcm->status, dcm->cfg->dir);
 
-       LOG_INFO("DC motort[%d]:\n", dcm->index);
-       LOG_INFO("> PID: kp[%lf],ki[%lf],kd[%lf]\n", dcm->cfg->pid_cfg.kd, dcm->cfg->pid_cfg.ki, dcm->cfg->pid_cfg.kd);
+       LOG_INFO("DC motor[%d]:\n", dcm->index);
+       LOG_INFO("> PID: kp[%f],ki[%f],kd[%f]\n", dcm->cfg->pid_cfg.kp, dcm->cfg->pid_cfg.ki, dcm->cfg->pid_cfg.kd);
        LOG_INFO("> PWM: pwm_dev[%d], freq[%ld], sample[%ld]\n", dcm->cfg->pwm_dev, dcm->cfg->freq, dcm->cfg->sample_delay);
        LOG_INFO("> ADC: adc_ch[%d], adc_max[%d], adc_min[%d]\n", dcm->cfg->adc_ch, dcm->cfg->adc_max, dcm->cfg->adc_min);
        LOG_INFO("> DC: dir[%d], speed[%d]\n", dcm->cfg->dir, dcm->cfg->speed);
@@ -276,19 +385,28 @@ void dc_motor_setup(int index, DCMotorConfig *dcm_conf)
 
 
 /**
- * Init DC motor
+ * Init DC motor.
+ * \a priority: sets the dc motor process priority.
  */
-void dc_motor_init(void)
+void dc_motor_init(int priority)
 {
+       ASSERT(CONFIG_KERN);
+
+       struct Process *dc_motor;
+
        memset(dcm_all, 0, sizeof(dcm_all));
 
-       //Init a sample period
+       // Init a sample period
        sample_period = 0;
 
+       // Count how much motor we have to manage.
+       dcm_registered_num = 0;
+
        MOTOR_DC_INIT();
 
        //Create a dc motor poll process
-       proc_new(dc_motor_poll, NULL, sizeof(dc_motor_poll_stack), dc_motor_poll_stack);
+       dc_motor = proc_new_with_name("DC_Motor", dc_motor_poll, NULL, sizeof(dc_motor_poll_stack), dc_motor_poll_stack);
+       proc_setPri(dc_motor, priority);
 
 }
 
index 9e7104037bc9f50cc70bb30dc21c350fd0b8f677..32a0b13c2a5687f12c66bd1350e5d63ca2424806 100644 (file)
@@ -31,9 +31,7 @@
  *
  *
  * \brief DC motor driver.
- *
- * \version $Id$
- *
+*
  * \author Daniele Basile <asterix@develer.com>
  *
  * $WIZ$ module_name = "dc_motor"
 #include <drv/timer.h>
 #include <drv/adc.h>
 
-
-/**
- * Define status bit for DC motor device.
+/*
+ * DC motor mode stop.
  */
-#define DC_MOTOR_ACTIVE     BV(0)     ///< DC motor enable or disable flag.
-#define DC_MOTOR_DIR        BV(1)     ///< Spin direction of DC motor.
+#define DC_MOTOR_DISABLE_MODE      0   ///< Disable the DC motor shutting down the driver
+#define DC_MOTOR_IDLE_MODE         1   ///< Put the motor pins in short circuit
+
+
+#define DC_MOTOR_NO_EXPIRE  -1         ///< The DC motor runs do not expire, so it runs forever.
 
 /**
  * Type for DC motor.
@@ -74,10 +74,10 @@ typedef uint16_t dc_speed_t;
 typedef struct DCMotorConfig
 {
        PidCfg pid_cfg;         ///< Pid control.
+       bool pid_enable;        ///< Flag to disable or enable pid control.
 
        PwmDev pwm_dev;         ///< Pwm channel.
        pwm_freq_t freq;        ///< Pwm waveform frequency.
-       bool pol;               ///< Pwm waveform polarity.
 
        adc_ch_t adc_ch;        ///< ADC channel.
        adcread_t adc_max;      ///< ADC max scale value.
@@ -85,8 +85,11 @@ typedef struct DCMotorConfig
        mtime_t sample_delay;   ///< Delay before to sampling.
 
        bool dir;               ///< Default direction for select DC motor.
-       int speed_trm_id;       ///< Index of trimmer to set speed.
-       dc_speed_t speed;       ///< Default speed value for select DC motor.
+
+       dc_speed_t speed;       ///< Fixed speed value for select DC motor, if enable_dev_speed flag is false.
+
+       adc_ch_t speed_dev_id;  ///< Index of the device where read speed.
+       bool enable_dev_speed;  ///< If this flag is true read target speed from device, otherwise use fixed speed.
 
 } DCMotorConfig;
 
@@ -101,14 +104,19 @@ typedef struct DCMotor
 
        int index;                ///< DC motor id.
        uint32_t status;          ///< Status of select DC motor
+       dc_speed_t zero_speed;    ///< Start value for motor speed (Value read from adc when motor is off)
        dc_speed_t tgt_speed;     ///< Target speed for select DC motor
 
+       ticks_t expire_time;      ///< Among of time that  dc motor run
+
 } DCMotor;
 
 void dc_motor_setDir(int index, bool dir);
-void dc_motor_enable(int index, bool state);
+void dc_motor_enable(int index, bool state, int mode);
 void dc_motor_setSpeed(int index, dc_speed_t speed);
+void dc_motor_setTimer(int index, mtime_t on_time);
 void dc_motor_setup(int index, DCMotorConfig *cfg);
-void dc_motor_init(void);
+dc_speed_t dc_motor_readTargetSpeed(int index);
+void dc_motor_init(int priority);
 
 #endif /* DRV_DC_MOTOR_H */
index 8b8dd4b40e7885082076ddd5f2289caff0419d95..4592af99f4b96503764fe8737dad480fc31696ac 100644 (file)
  *
  * \brief DC motor hardware-specific definitions
  *
- * \version $Id$
- *
  * \author Daniele Basile <asterix@develer.com>
  */
 
 #ifndef HW_DC_MOTOR_H
 #define HW_DC_MOTOR_H
 
-typedef enum MotorDCMap
-{
-
-       /* Put here motor dc declaration */
-       MOTOR_DC_CNT
+#warning TODO:This is an example implementation, you must implement it!
 
-} MotorDCMap;
-
-/*
- * Init all pin and device to manage dc motor.
+/**
+ * Define fuctions which read  adc value from specific device
  */
-#define MOTOR_DC_INIT() \
-    do { \
-               /* Implement me! */ \
-    } while (0)
+ #define HW_DC_MOTOR_READ_VALUE(dev, min, max) \
+       ({ \
+                /* Put here the fuction that read from ADC */ \
+               (void)(dev); \
+               (void)(min); \
+               (void)(max); \
+               (0); \
+       })
 
+// Macro that enable the select DC motor
+#define DC_MOTOR_ENABLE(dev)   /* Implement me! */
+// Macro that disable the select DC motor
+#define DC_MOTOR_DISABLE(dev)  /* Implement me! */
 
-/*
- * Enable DC motor.
- */
-#define DC_MOTOR_ENABLE(dev) \
-       do { \
-               /* Implement me! */ \
-       } while (0)
-
-/*
- * Disable DC motor.
- */
-#define DC_MOTOR_DISABLE(dev) \
-       do { \
-               /* Implement me! */ \
-       } while (0)
+// Macro that put in short circuit DC motor supply pins
+#define DC_MOTOR_IDLE(dev)          do { /* Implement me! */ } while (0)
+// Macro that set motor direction
+#define DC_MOTOR_SET_DIR(dev, dir)  do { /* Implement me! */ } while (0)
 
-/*
- * Set direction for DC motor.
- */
-#define DC_MOTOR_SET_DIR(dev, dir) \
-       do { \
-               /* Implement me! */ \
-       } while (0)
+#define MOTOR_DC_INIT()             do { /* Implement me! */ } while (0)
 
 
 #endif /* HW_DC_MOTOR_H */