NIホームページ Community Regional Communities ディスカッションフォーラム（日本語） 北東北 LabVIEWユーザー会 フォーラム トピック

北東北 LabVIEWユーザー会

キャンセル
提案をオンにする
自動提案では、入力時に可能な一致が提案されるので検索結果を素早く絞り込むことができます。
次の結果を表示 
次の代わりに検索 
もしかして: 

ADS8688を活用したラインCCD (ILX511)の分解能向上とイベント駆動キュードステートマシン

ADS8688を活用したラインCCD (ILX511)の分解能向上とイベント駆動キュードステートマシン

‎11-18-2023 10:03 PM

祝<<NI as エマソンのテスト計測事業グループ>>このフォーラムも今のところ変わらないですね。

 

PB191218.JPG

 

久しぶりにLabVIEWでプログラムを書きました。

これまではできるだけ速く沢山データを取れるように生産者・消費者パターンを使っていましたが、PC側で分光データのデータ処理も柔軟に対応できるようにイベント駆動キュードステートマシンを使うことにしました。The LabVIEW Style Bookをペラペラ眺めて思い出したのですが、「Event-Driven State Machine」という名前で説明されていて、キュードステートマシンのアイドルステートにイベントストラクチャーを組み込んだものです。

 

スクリーンショット 2023-11-19 8.53.38.png

 

スクリーンショット 2023-11-19 9.05.51.png

 

ADS8688については「SPI接続のAD変換ボード(ADS8688 8ch 500kSPS)を使ってみる」で書いていますし、ラインCCD (ILX511)については「2048ピクセルのCCDラインセンサILX511(SONY)をESP32で制御してLabVIEWで分光データを受け取る」で開いていますので、それぞれ問題ないのですがESP32のピンアサインが重複しているのを変更する必要があります。ESP32のSPIはデフォルトでピン番号が決まっていますので、それを尊重して割り当てました。

 

ESP32のピンアサイン

//for ADS8688 SPIピン
//SCK---IO18
//MISO---IO19
//MOSI---IO23
//CS0---IO5

//for SONY ILX511
//CLK IO16
//ROG IO17
//Trig_RO IO21 //internal use

 

//Koji Ohashi MaDA Lab@Morioka 231114
//ILX511_ADS8688_Esp32_231119
//Software:  Arduino IDE 1.8.19
//Software:  Arduino core for the ESP32 2.0.6

//パルス生成:Special thanks to 
//https://www.mgo-tec.com/blog-entry-ledc-pwm-arduino-esp32.html/2
//https://logikara.blog/pwm/
//割り込み処理:Special thanks to
//https://lang-ship.com/blog/work/esp32-freertos-l04-interrupt/


#include <SPI.h>

//for ADS8688 SPIピン
//SCK---IO18
//MISO---IO19
//MOSI---IO23
//CS0---IO5
//VOUT Channel_0 Trig_ROがFallのタイミングで読む

//for SONY ILX511----ADS8688導入後
//バッファ用反転ICが入るのでプログラムのIOは反転
//CLK IO5--->IO16
//ROG IO18--->IO17
//Trig_RO IO26--->IO21 //internal use


#define NO_OP     0x00
#define AUTO_RST  0xA0
#define AUTO_SEQ_EN   0x01
#define CH_PWR_DN     0x02
#define RG_Ch_0       0x05   // Channel 0 Input Range: default 0x00 - bit 3-0 to select range
#define RG_Ch_1       0x06   // Channel 1 Input Range: default 0x00 - bit 3-0 to select range
#define RG_Ch_2       0x07   // Channel 2 Input Range: default 0x00 - bit 3-0 to select range
#define RG_Ch_3       0x08   // Channel 3 Input Range: default 0x00 - bit 3-0 to select range
#define RG_Ch_4       0x09   // Channel 4 Input Range: default 0x00 - bit 3-0 to select range
#define RG_Ch_5       0x0A   // Channel 5 Input Range: default 0x00 - bit 3-0 to select range
#define RG_Ch_6       0x0B   // Channel 6 Input Range: default 0x00 - bit 3-0 to select range
#define RG_Ch_7       0x0C   // Channel 7 Input Range: default 0x00 - bit 3-0 to select range
#define R0            0x00   // Input range to -2.5/+2.5*Vref   +/- 10.24V (Vref=4.096V)
#define R1            0x01   // Input range to -1.25/+1.25*Vref   +/-  5.12V (Vref=4.096V)
#define R2            0x02   // Input range to -0.625/+0.625*Vref   +/-  2.56V (Vref=4.096V)
#define R5            0x05   // Input range to +2.5*Vref   10.24V (Vref=4.096V)
#define R6            0x06   // Input range to +1.25*Vref    5.12V (Vref=4.096V)
#define CS 5


//ROG
#define ROG_PIN 17
#define ROG_WIDTH 100 //100μsec
int ROG_IntervalMs=500;

//CLK
#define CLK_PIN 16 //GPIO #36～#39 は設定不可
#define LEDC_CHANNEL_CLK 0 //CHANNEL_0 (CHANNEL_0とCHANNEL_1は周波数とタイマービットを同一値)
#define LEDC_TIMER_BIT_CLK 6 //6bit--64(0-63)
#define LEDC_BASE_FREQ_CLK 10000.0 //AnalogReadに時間がかかって13kHzが上限
#define DUTY_CLK 32//50% 0x20 = 32

//TrigRO
#define GPIO_PIN_TrigRO 21 //GPIO #36～#39 は設定不可
#define LEDC_CHANNEL_TrigRO 1 //CHANNEL_1 (CHANNEL_0とCHANNEL_1は周波数とタイマービットを同一値)
#define LEDC_TIMER_BIT_TrigRO 6 //6bit--64(0-63)
#define LEDC_BASE_FREQ_TrigRO 10000.0 //AnalogReadに時間がかかって13kHzが上限
#define DUTY_TrigRO 32//50% 0x20 = 32

#define PIXELS 2086
volatile uint16_t pixelArray[PIXELS];
volatile int read_count=0;
volatile uint16_t sensorValue=0;
volatile boolean risingEdge=false;
byte FOOTER[]={0x0F,0x0F,0x0F,0x0F};
byte SendBytes[2];
boolean SendFlag = false;

//割り込み関数***************
void ARDUINO_ISR_ATTR readRO(){  
  sensorValue = cmdRegister(NO_OP);//get data
  pixelArray[read_count]=sensorValue;
  read_count++;
}
void ARDUINO_ISR_ATTR risingCLK(){
  risingEdge=true;
}
//割り込み関数END************


void writeArrayData(){
  for(int i=0;i<PIXELS;i++){
    sensorValue = pixelArray[i];
    SendBytes[0] = byte(sensorValue);
    SendBytes[1] = byte(sensorValue >> 8);
    Serial.write(SendBytes,2);
  }
  Serial.write(FOOTER,4);
}


void writeRegister(uint8_t reg, uint8_t val) {
  SPI.beginTransaction(SPISettings(17000000, MSBFIRST, SPI_MODE1));
  digitalWrite(CS, LOW);
  SPI.transfer((reg << 1) | 0x01);//ADDR[6:0],WR/RD[1]
  SPI.transfer(val);//DATA[7:0]
  SPI.transfer(0x00);//READBACK cycles
  digitalWrite(CS, HIGH);
  SPI.endTransaction();
}

uint16_t cmdRegister(uint8_t reg) {
  SPI.beginTransaction(SPISettings(17000000, MSBFIRST, SPI_MODE1));
  digitalWrite(CS, LOW);
  SPI.transfer(reg);
  SPI.transfer(0x00);
  byte MSB = SPI.transfer(0x00);
  byte LSB = SPI.transfer(0x00);
  uint16_t result = ( MSB << 😎 | LSB;
  digitalWrite(CS, HIGH);
  SPI.endTransaction();
  return result;
}

void otherCommand(String cmd){
  String commandType = cmd.substring(0,3);
  if(commandType=="exp"){
    String exposureMs = cmd.substring(3);
    ROG_IntervalMs = exposureMs.toInt();
  }
}


void setup() {
  Serial.begin(230400);
  pinMode(CS,OUTPUT);
  digitalWrite(CS,HIGH);
  SPI.begin();
  writeRegister(AUTO_SEQ_EN,0x00000001);//Enable ch0
  writeRegister(CH_PWR_DN,~0x00000001);//Disable other chs
  writeRegister(RG_Ch_0,R6);//range 0-5.12V
  cmdRegister(AUTO_RST);//Auto mode
  
  pinMode(ROG_PIN,OUTPUT);
  pinMode(CLK_PIN,OUTPUT);
  //CLK 必要な時だけ出力する
  ledcSetup(LEDC_CHANNEL_CLK, LEDC_BASE_FREQ_CLK, LEDC_TIMER_BIT_CLK);

  //TrigRO　割り込みに使用するため常に出力する
  ledcSetup(LEDC_CHANNEL_TrigRO, LEDC_BASE_FREQ_TrigRO, LEDC_TIMER_BIT_TrigRO);
  ledcAttachPin(GPIO_PIN_TrigRO, LEDC_CHANNEL_TrigRO);
  ledcWrite(LEDC_CHANNEL_TrigRO, DUTY_TrigRO);
}
 
void loop() {
  unsigned long startCLK = millis();
  
  digitalWrite(CLK_PIN,LOW);
  delayMicroseconds(50); //10kHzの周期の1/2
  digitalWrite(CLK_PIN,HIGH);
  delayMicroseconds(50); //10kHzの周期の1/2
  
  digitalWrite(ROG_PIN,HIGH);
  digitalWrite(CLK_PIN,LOW);
  delayMicroseconds(ROG_WIDTH);//100μSec
  digitalWrite(ROG_PIN,LOW);
  // CLKに使うパルスがHIGHになるまで待つ
  risingEdge=false;
  attachInterrupt(GPIO_PIN_TrigRO, risingCLK, RISING); //割り込み開始
  while(risingEdge==false){ //wait rising edge
  }
  digitalWrite(CLK_PIN,HIGH); //CLKをHIGHにする
  detachInterrupt(GPIO_PIN_TrigRO);//割り込み解除
  ledcAttachPin(CLK_PIN, LEDC_CHANNEL_CLK);//CLKパルスを出力
  ledcWrite(LEDC_CHANNEL_CLK, DUTY_CLK);//CLKパルスを出力
  
  read_count=0;
  attachInterrupt(GPIO_PIN_TrigRO, readRO, FALLING);
  //Reading CCD data
  while(read_count < PIXELS){
    //全てのPIXELを読み込むまで待つ
  }
  detachInterrupt(GPIO_PIN_TrigRO);

  ledcDetachPin(CLK_PIN); //CLKパルスを停止
  digitalWrite(CLK_PIN,HIGH); //CLKをHIGHにする

  if(SendFlag==true){
    writeArrayData();//Send Pixel Data
  }
  SendFlag=false;

  while((millis()-startCLK) < ROG_IntervalMs){
    //wait ROG Interval
    if(Serial.available()){      //check command from Serial port
      String command = Serial.readStringUntil(':');
      if(command=="send"){
        SendFlag=true;//exposure
      } else {
        otherCommand(command);
      }
    }
  }
}

 

ラインCCDからのデータの読み出しは常に繰り返している中で、LabVIEW側から”send:”というコマンドがくるとデータを書き出します。露光時間も"exp500:"というコマンドで500msec、"exp2000:"で2000msecになるようにしました。

 

スクリーンショット 2023-11-19 9.06.29.png

データの読み取りはデータの末尾に

byte FOOTER[]={0x0F,0x0F,0x0F,0x0F};

を付けて目印にしました。

スクリーンショット 2023-11-19 9.06.46.png

ESP32用のArduinoプログラムとLabVIEW2023用のLabVIEWプログラムを添付します。LabVIEWプログラムの作成はMacで行なって、WindowsPCで動作することを確認しました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 件の賞賛
メッセージ1/1
1,017件の閲覧回数
返信