Show page

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- pm:prj2026:vlad.radulescu2901:sebastian.barbu2707 [2026/05/24 13:46]
sebastian.barbu2707 [Software Design]
+++ pm:prj2026:vlad.radulescu2901:sebastian.barbu2707 [2026/05/24 14:43] (current)
sebastian.barbu2707 [Hardware Design]
@@ Line 128: / Line 128: @@
 ^ Buton ^ Pin ATmega328P ^ Funcție ^ Justificare ^
 | HOLD | PD2 | Run/Stop captură | Pin INT0 — întrerupere externă dedicată pentru reacție instantă la oprirea capturii. |
-| MODE | PD3 | Schimbare mod trigger | Pin INT1 — întrerupere externă dedicată pentru schimbare rapidă a modului. |
+| MODE | PD3 | Ciclare formă de undă | Pin INT1 — întrerupere externă dedicată pentru schimbare rapidă a modului. |
 | TIME_P | PD4 | Mărire time/div | Pin GPIO cu suport PCINT20 pentru debouncing prin întrerupere. |
 | TIME_M | PD5 | Micșorare time/div | Pin GPIO cu suport PCINT21, alăturat lui TIME_P pentru rutare ușoară. |
@@ Line 138: / Line 138: @@
 ^ Pin pot. ^ Conectat la ^ Funcție ^ Justificare ^
 | 1 | GND | Capăt minim | Stabilește limita inferioară a domeniului de tensiune (0V). |
-| 2 (wiper) | PC1 (A1) | Tensiune variabilă | Pin ADC1 al MCU citește tensiunea wiper-ului ca nivel de trigger ajustabil. |
+| 2 (wiper) | PC1 (A1) | Tensiune variabilă | Pin ADC1 al MCU citește tensiunea wiper-ului ca cursor de măsurare pe
+  axa X. |
 | 3 | +5V | Capăt maxim | Stabilește limita superioară a domeniului (5V), egală cu VREF al ADC. |
@@ Line 155: / Line 156: @@
 | PB5 | SCK | SPI |
 | PC0 | Semnal intrare | ADC0 |
-| PC1 | Trigger level | ADC1 |
+| PC1 | Cursor de măsurare | ADC1 |
 | PC4 | SDA | I²C |
 | PC5 | SCL | I²C |
@@ Line 197: / Line 198: @@
 C3 (100nF) montate fizic lângă pinii VDD ai op-amp-ului și DAC-ului.
-===== Progres Actual =====
+===== Progres Actual(pentru Milestone 2) =====
 {{ :pm:prj2026:vlad.radulescu2901:cablajfizic.jpeg?300 |}}
@@ Line 255: / Line 256: @@
 ^ Concept laborator ^ Unde e folosit în proiect ^ Justificare ^
-| **GPIO** | Configurare pini CS/DC display, pini butoane cu pull-up intern | Controlul chip-select pe busul SPI partajat |
+| GPIO | Pini CS/DC display, butoane cu pull-up intern | Controlul chip-select pe busul SPI partajat |
-| **UART** | Debug serial la 57600 baud (uart.c) | Monitorizare valori ADC în timp real în faza de calibrare |
+| UART | Debug serial la 57600 baud | Monitorizare valori ADC în timp real |
-| **Întreruperi externe** | INT0 (HOLD), INT1 (MODE), PCINT0/PCINT2 (VOLT/TIME) | Butoanele sunt responsibile instant indiferent de cât durează draw_frame (~1s) |
+| Întreruperi externe | INT0 (HOLD), INT1 (MODE), PCINT (VOLT/TIME) | Butoanele răspund instant indiferent de durata draw_frame |
-| **Timer1 CTC** | timer1_ctc_init/reset/wait în capture_frame() | Cadență precisă a capturii: OCR1A × 4µs/tick = perioadă fixă per eșantion |
+| Timer1 CTC | Funcțiile timer1_init/reset/wait în capture_frame | Cadență precisă: OCR1A × 4µs = perioadă fixă per eșantion |
-| **ADC** | Canal 0 = semnal (ieșire op-amp), Canal 1 = potențiometru | Conversie analog-digital pentru ambele intrări analogice |
+| ADC | Canal 0 (ieșire op-amp), Canal 1 (potențiometru) | Conversie analog-digital pentru ambele intrări |
-| **SPI** | Display ILI9341 + DAC MCP4921 pe același bus | Transfer rapid de date (8 MHz) cu chip-select separat per periferic |
+| SPI | Display ILI9341 + DAC MCP4921 pe același bus | Transfer rapid 8 MHz, chip-select separat per periferic |
-| **I²C** | EEPROM AT24C256 la adresa 0x50 | Stocare persistentă; I²C e potrivit pentru memorii externe cu viteză mică |
+| I²C | EEPROM AT24C256 la adresa 0x50 | Stocare persistentă; potrivit pentru memorii externe |
+ === Scheletul proiectului și interacțiunea dintre funcționalități ===
+**Bucla principală (main.c):**
+<code c>
+while (1) {
+    // 1. Citire potențiometru → cursor_x (mapare liniară cu calibrare hardware)
+    // 2. Procesare flaguri ISR (mode/hold/volt/time) → update stare + EEPROM
+    // 3. dacă !hold:
+    //      capture_frame() → warm-up 128 iter. (OCR=35) + 240 eșantioane (OCR=200)
+    //      draw_frame()    → grilă + cursor + semnal coloană cu coloană
+    //      draw_cursor_label() → tensiune la cursor, lângă linie
+    //      draw_status_bar()   → mod, T/div, V/div, HOLD
+    //      draw_stats_panel()  → Vpp, Vavg, T/div, CUR
+    // 4. dacă hold:
+    //      detectare schimbare cursor_x → redesenare frame din buffer (fără captură)
+}
+</code>
+**Fluxul de date:**
+  DAC (MCP4921) -> semnal analogic -> condensator cuplaj AC 10µF
+  -> op-amp MCP6002 (buffer unitar, protecție diode) -> ADC canal 0
+  -> sample_buffer[240] -> calcul Vpp/Vavg/CUR -> display ILI9341
+**Sincronizarea DAC–ADC în capture_frame():**
+  - Timer1 CTC resetat la începutul fiecărei perioade
+  - DAC scrie eșantionul → _delay_us(5) settling → ADC citit → așteptare OCR1A
+  - Perioadă fixă: 200 × 4µs = 800µs/eșantion → rata de captură ~1.25 kHz
+**Validare funcționalități:**
+  * **ADC + DAC:** semnal generat intern trimis și citit înapoi prin ADC; varianță < 20mV confirmată prin UART (uart_send_uint16 în faza de debug)
+  * **Butoane:** testate prin apăsare individuală — flagurile pending_* setate din ISR și procesate în bucla principală; debounce prin condiția ''if (!pending_x) pending_x = 1''
+  * **EEPROM:** verificat prin cicluri de scoatere/rebranșare USB — setările (mod, amplitudine, timebase) restaurate corect; magic byte 0xAB la adresa 0x0000 previne încărcarea de date corupte
+  * **Timer1 CTC:** confirmat vizual — forma de undă stabilă la rata corectă de eșantionare
+  * **Cursor:** validat în modul HOLD — potențiometrul mută cursorul lin, CUR în statistici se actualizează în timp real
+=== Calibrarea elementelor de senzoristica ===
+**Potențiometru (ADC canal 1):**
+Potențiometrul fizic nu acoperă întregul rang teoretic 0–1023 al ADC-ului.
+Valorile reale au fost măsurate prin UART în faza de debug:
+  * Capăt minim fizic: ADC ≈ 173
+  * Capăt maxim fizic: ADC ≈ 954
+Aceste valori sunt definite ca constante ''POT_MIN = 173'' și ''POT_MAX = 954''.
+Formula de calibrare cu clamp:
+<code c>
+pot_clamped = (pot_raw <= POT_MIN) ? 0 :
+              (pot_raw >= POT_MAX) ? (POT_MAX - POT_MIN) :
+              (pot_raw - POT_MIN);
+cursor_x = 1 + (uint32_t)pot_clamped * (SAMPLE_COUNT - 2) / (POT_MAX - POT_MIN);
+</code>
+Rezultat: la capătul minim fizic → cursor la x=1, la capătul maxim → cursor la x=239.
+Fără calibrare, ultimul sfert al cursei rămânea fără efect vizibil.
+**Scalarea tensiunii (ADC → Volți):**
+ADC 10-bit cu Vref = 5V → 1 LSB = 5V/1023 ≈ 4.89 mV.
+Vpp și Vavg sunt calculate direct din valorile ADC brute:
+<code c>
+vpp_x10  = (uint32_t)(vmax - vmin) * 50 / 1023;  // zecimi de volt
+vavg_x10 = (uint32_t)vavg          * 50 / 1023;
+</code>
+**Consistența afișaj–calcul:**
+Funcția ''adc_to_y()'' mapează ADC 0→fundul grilei, ADC 1023→vârful grilei,
+fără margini de compresie — grila de 6 diviziuni × 36px corespunde exact cu
+V / 6 ≈ 0.83V/div, consistent cu valorile numerice afișate.
+=== Optimizări ===
+**1. Font în PROGMEM (Flash, nu RAM)**
+Tabelul font 5×7 (59 caractere × 5 bytes = 295 bytes) este declarat cu atributul
+''PROGMEM'' și citit cu ''pgm_read_byte()''. ATmega328P are doar 2KB SRAM —
+fără această optimizare, fontul ar ocupa ~15% din SRAM-ul disponibil.
+**2. Warm-up cu 128 iterații (artefact triunghi)**
+Problema: condensatorul de cuplaj AC (10µF, RC ≈ 50ms) nu se poate stabili rapid
+dacă DAC-ul face un salt brusc de la warm-up la captură. Soluția: 128 iterații de
+warm-up cu OCR=35 (rapid, 140µs/pas) garantează că ''phase = 0'' la final pentru
+orice ''phase_step'' din intervalul 1–4, deoarece ''128 × k mod 64 = 0'' ∀k.
+Astfel nu există salt DAC la tranziția warm-up → captură.
+**3. Desenare coloană cu coloană (fără buffer de ecran)**
+ATmega328P nu are suficient RAM pentru un framebuffer complet (240×320×2 = 150KB).
+Soluția: ''draw_frame()'' procesează ecranul coloană cu coloană — șterge coloana,
+desenează grila, desenează semnalul. Se evită flickerul global și se elimină
+necesitatea unui buffer secundar.
+**4. ISR minim + flaguri volatile**
+ISR-urile de butoane nu fac nimic altceva decât să seteze un flag:
+''if (!pending_x) pending_x = 1''. Procesarea efectivă (UART, display, EEPROM)
+se face în bucla principală. Astfel ISR-ul durează < 10 cicli, minimizând
+latența pentru alte întreruperi.
+**5. SPI bus partajat DAC + Display**
+Ambele periferice SPI (ILI9341 și MCP4921) partajează MOSI/SCK; chip-select
+separat (CS_DAC pe PB2, CS_DISPLAY pe PD7) permite comunicație fără conflicte
+și elimină necesitatea unui al doilea controler SPI.
 ===== Rezultate Obţinute =====
-<note tip>
+Filmare care demonstreaza modul de functionare al Osciloscopului:
-Care au fost rezultatele obţinute în urma realizării proiectului vostru.
+https://youtube.com/shorts/OEblZLtn7qA
-</note>
-===== Concluzii =====