Hブリッジを制御するプログラムを作成しています。

Question

前提・実現したいこと

Hブリッジドライブ回路を制御するのにAVR(ATmega328P-PU)で
制御しようと思うのですがそのために位相差のある矩形波ができれば疑似正弦波が実現できると思うのですが
そのために位相差のある2波形を出力できるプログラムを作成しましたが、挙動が時々おかしくなります。

回路は
PB1,PB2からパルス信号が出力
PC2に０-５Ⅴのアナログ信号を入力

発生している問題・エラーメッセージ

スケッチのプログラムで可変抵抗を用いて位相差を変化させるプログラムを作成していますが、
２波形の位相差が時々１７０°を出力しているはずなのに１０°とかになってしまいます。

該当のソースコード

void setup() {
  pinMode( 2 , INPUT);
  pinMode( 9 , OUTPUT );
  pinMode( 10 , OUTPUT );

  TCCR1A = _BV( COM1A0 ) |_BV( COM1B0 );
  TCCR1B = _BV( WGM13) | _BV( WGM12);
  OCR1A = 0;    

}



#define PRESCALER 1
#define PRESCALER_BITS 0x01

#define CLK 16000000UL

int setWaveforms( unsigned long freq , int shift ) {

  unsigned long clocks_per_toggle = (CLK / freq) / 2;

  ICR1 = clocks_per_toggle;

  unsigned long offset_clocks = (clocks_per_toggle * shift) / 180UL;

  OCR1B= offset_clocks;

  TCCR1B |= _BV( CS10 ); 

}

uint8_t val=0;

void loop() {

   val  = analogRead(2);
   val = val*180/255;
   
  setWaveforms( 5000 , val );

  delay(1000);
}

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

ここにより詳細な情報を記載してください。

Comments

[pepperleaf]

analogRead()の範囲は、 0～　1023 で、8bit(0～255)には収まらないと思いますが、問題無いですか?
また、位相差との事ですが、符号の問題は? loop内での計算を止めて、analogRead()の読み込み値を確認はどうなっているでしょうか?

[PHENIXa]

PC2の入力にはボリュームを用いてるのですが
analogReadの値をシリアルで読み取ってみました。
Maxまで回すと255となります。
Minまで回すと0になります。

Answer 1

２波形の位相差が時々１７０°を出力しているはずなのに１０°とかになってしまいます。

「基本的に安定して170°が出力されるが、稀に10°が出力される」ということなら、
clocks_per_toggleは定数なので正常なはず。
となると、shiftが稀に異常な値になっているはず。
shiftが異常ということはvalが異常なはず。

という事で、
analogRead(2)の値を確認してみてください。
外乱、接続ミス、電源が不安定などの理由で値がおかしくなっている可能性もあり得ます。

Answer 2

計算のもととなるvalがuint8_tでいいのですか。

setWaveformsがintなので、本当はintではないのでしょうか。

一応、型を合わせてみては。

---

electronics.stackovernet.comの42055に同じようなコードとそれに対して質疑応答がありました。
そちらも参考にしてみたらどうでしょう。簡単ですが以下のような内容です。

Q.時々位相が狂う場合がある
A.CTCモードではOCRレジスタのダブルバッファリングがないため、タイミングにより比較が見逃される場合がある。

Comments

[PHENIXa]

ご指摘の通りです。
int型には修正をしました。ですが、改善されませんでした

[ta.fu]

electronics.stackovernet.comの42055にも同じ内容の質疑がありました。
回答に、そのことを追記しておきました。

[PHENIXa]

はい、だから何なのでしょうか？
回答に対する対策をご教示ください

Answer 3

ふつうそういうのを実装する場合は、位相差波形が生成できるようなタイマを持つCPUを選定します
ATMega328という貧弱なタイマしか持たないものを選定する時点で間違ってます

タイマのカウント値、コンペア値をそれぞれ設定するのはいいですが、片方を設定する間にタイマがオーバーフローする場合にはどうするのかとか考える必要がありますね

Answer 4

uint8_t val=0;

void loop() {

val = analogRead(2);
val = val*180/255;

0～5VをA2に入れるのなら、0～1023が返ります。
なので、analogReadの行では255以上で桁あふれが起こります。
valをuint16_tやwordにしても、次の行で、
1023*180をした段階で184140ですから、16bitにも収まりません。
やはり桁あふれが起こります。

なので、2か所、

uint16_t val=0;

val=val*180UL/255;

とすれば、その辺りの計算は正常になります。

Answer 5

オシロスコープ持ってないの？