ASIC芯片上位机调试软件使用说明
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3 数据跟踪参数设置 上 位 机 调 试 软 件 ServoController 能 够 直 接 从 运 动 控 制 引 擎
SAAT1.0 的数据采集缓冲器获得数据，并且把它存储成一个文本文
7
件同时通过图解的形式显示。用户正确地设置要采集的数据类型后， 激活数据采集功能后，则上位机软件收集到设定个数的数据后，生成 数据文本，并以图形形式显示要跟踪的数据。软件可以对14个不同的 数据源采样，生成的数据文本可以被导入到任意的标准电子表格程序 中，例如Microsoft Excel，进行数据评估。数据跟踪功能使用方法如 下：
1
完成安装后，桌面生成以下图标：
2
软件运行
安装成功后在桌面生成 ServoController.exe 快捷键，点击此快捷 键运行程序，界面如下图所示：
依次选择“文件”——“打开”，选择打开我方提供的格式为“.irc” 文件，即可进入上位机调试界面。
舵机系统的调试包括以下四个步骤： 1 系统参数配置 2 电机启动 3 数据跟踪参数设置 4 阶跃响应参数设置
11
不好读出。要调整外观以显示全部数据，点击对话框“坐标轴控制” 部分的Reset按钮。 4 阶跃响应参数设置
在进行的阶跃响应测试前，还要设置给定阶跃信号的初值、终值 以及阶跃时间。这是通过设置“Position Loop & Current Loop Test” 函数中的“HostPref_A”以及“Delay”寄存器实现的。前者可设置 阶跃响应的初值及终值，后者代表了给定信号变化的延时。 “HostPref_A”设置界面如下：
PWM 周期设定值 PWM 调制死区设定值 位置偏移校正值 电流环反馈定标系数 位置初始设定值
(1665~6665) (0~127) (-2048~2047) (0~32767) (-2048~2047)
备注
Note1 小数位为 16 位
Note2 Note3 Note4
Note5 Note6 Note7 小数位为 12 位
小数位为 9 位 小数位为 15 位 小数位为 10 位 小数位为 12 位 小数位为 13 位 小数位为 17 位 小数位为 12 位 小数位为 13 位 小数位为 17 位 小数位为 12 位
Note1：0 不使能电流或位置反馈，1 使能电流反馈，256 使能位置反馈，257 使 能电流和位置反馈。 Note2：0 选择上位机给定做为位置环输入参考值，1 选择速度环输出做为电流环 参考输入。 Note3：0 选择上位机给定做为速度环输入参考值，1 选择位置环输出做为电流环 参考输入。 Note4：0 选择上位机给定做为电流环输入参考值，1 选择速度环输出做为电流环 参考输入。 Note5：PWM 周期设定值 PWMPeriod 计算公式如下：
6
修改系统的参数后，要执行一次写入操作，才能使参数修改生效。 执行写入操作的方法是：双击所修改参数所在的函数目录，出现以下 界面，点击“是(Y)”，则执行参数写入。
2 电机启动 完成参数配置后，点击调试界面左侧工作区的“Start Motor”图
标，启动电机。“Start Motor”图标如下所示：
点击函数左侧的加号，四个函数菜单展开如下：
4
右键点击要设置的参数，在下拉菜单中选择“属性”，则弹出参 数修改界面。以“PWMPeriod”寄存器为例，参数修改界面如下：
参数意义如下表：
参数 TracePeriod FbdEnSel PFdbScaler_A PLimit PRefSel VRefSel IRefSel HostIRef_A HostPRef_A
5
SysCtrl VLimit ILimit
系统使能 速度环调节器输出限幅值 电流环调节器输出限幅值
(0~32767) (0~PWMPeriod/2)
0 停机，1 运行 Note8
KpP_A KiP_A KdP_A KfP_A KpV_A KiV_A KfV_A KpI_A KiI_A KfI_A
对话框的“输出”部分允许用户为获得的数据选择处理选项。数据 总是写入一个文本文档并可以随意以图表形式显示。“文件名称”目录 指定出获得的数据写入的文件。用户可以键入路径名或点击“浏览” 按钮浏览需要的输出文件。“产生图形”选项可以使用户选择显示那个 通道的数据
当完成定义追踪后，点击OK存储设置，但这并不激活数据跟踪。 要激活数据跟踪，还要执行函数“Trace Setup”:
ASIC 芯片上位机调试软件使用说明
简介
舵机系统可以通过数据总线，按照设定的协议格式实现对 ASIC 参数的修改，但是在系统调试时，需要频繁修改控制器参数，而且需 要对比参数修改后的阶跃响应曲线，为此，我们提供上位机软件，方 便系统调试。
下面说明上位机软件的安装及使用。
软件安装
软件安装过程如下图所示，点击安装文件目录下 ServoDesign.exe 文件，按照弹出对话框提示点击相对应按钮即可。
一行包含最早的采样，而最后一行包含最新的采样。
9
触发总是与通道1的数据源相联系，当数据值以上升或下降的方 式超过一个特定标准时触发出现。触发部分中的“边沿”选项可用来 选择触发沿的类型，标有“Trigger Locator”的滑动条允许用户设定在 触发点之前采样收集所占用缓冲器的百分比。例如，如果你将Trigger Locator设置为25％，则在触发前追踪数据有512个采样构成而在触发 后有1536个。触发位置在绘图显示中标出，但是并没有在追踪数据中 标出。Trigger Locator并不适用于Force Trigger模式。（在Force Trigger 模式下，缓冲器只是包含追踪开始后的2048个采样，触发位置并不在 绘图显示中标出。）
点击函数模块“Monitor Definitions”前面的加号，在展开的下拉 选项中，右键点击“Monitor Setup”,出现以下菜单：
选择“定义跟踪”后，进入软件的数据跟踪设置单元。
8
“跟踪设置”对话框分成三部分：输入 , 触发和输出。“输入”部分
允许用户为两个通道中的任意一个定义获得数据的条目。对于每一个
位置环调节器比例增益 位置环调节器积分增益 位置环调节器微分增益 位ห้องสมุดไป่ตู้环调节器前馈增益 速度环调节器比例增益 速度环调节器积分增益 速度环调节器前馈增益 电流环调节器比例增益 电流环调节器积分增益 电流环调节器前馈增益
(0~32767) (0~32767) (0~32767) (0~32767) (0~32767) (0~32767) (0~32767) (0~32767) (0~32767) (0~32767)
Force Trigger模式：当缓冲器满的时候数据采集停止。
Trigger on Level模式：当一个可配置的触发条件满足后数据采集
停止。当数据采集缓冲器被填满时，缓冲器覆盖，得到的新的采样数
据覆盖旧的采样数据。当触发条件或错误条件出现后，0到2048附加
的采样数据被收集，这取决于设置的触发位置“trigger locator”。
激活跟踪后，上位机调试软件在系统完成一次触发，收集到指定 数据后，保存数据文件，并以图形化形式显示。下图为系统调试时， 上位机调试软件采集到的数据跟踪图形：
10
在“跟踪结果”对话框的底部有一些允许用户控制图形化数据外 观的功能。用户可以调整X和Y轴的范围，显示指针所在的精确位置， 显示帮助估计数据的背景格。 注意：当“跟踪结果”对话框显示时，初始的调整外观的设置和上一次 的设置是相同的。如果这次数据的范围不同，则在此设置下图形可能
通道，用户可从下拉菜单选择一个条目。本次设计的舵机系统为位置、
电流的双闭环系统，调试时需要跟踪的数据主要有以下5项：
数据类型
说明
VRef_L
电流环给定
IFB_L
电流环反馈
CLOut_L
电流环输出
PRef_L
位置环给定
PFbk_L
位置环反馈
数据缓冲器共有2048个采样点。不同的触发方式对应不同的采样
结束时间。本系统调试只使用以下两种触发方式：
表 1-1 ASIC 配置参数说明
说明
范围
数据跟踪采样周期
反馈使能
位置环反馈定标系数
(0~65535)
位置环调节器输出限幅值 (0~32767)
位置环给定方式设定
速度环给定方式设定
电流环给定方式设定
上位机电流给定
(-2048~2047)
上位机位置给定
(-2048~2047)
PWMPeriod DeadTime POffset IFBScaler HostPRef
系统运行前，需要设定位置偏移校正值。假定舵机位于+180°时，反馈 数字量为为 FBMax，-180°时反馈数字量为 FBMin，则参数参数 POffset 设定方法如下：
POffset = FBMax+FBMin 。 2
Note8：PWM
最大占空比 =
ILimit PWMPeriod
2 式中，
ILimit——电流环调节器输出限幅值； PWMPeriod——PWM 周期设定值。
12
“Delay”寄存器的设置过程类似。 依次完成如上四个步骤的设置后，在激活数据跟踪功能的情况 下，点击函数“Position Loop & Current Loop Test”，则系统开始动作。 我们选择 PRef_L ，PFbk_L 为采样数据，得到的阶跃响应曲线如下 所示：
调试时，控制器参数不满足要求时，可修改相应参数，按照以上 四个步骤，反复调试，至到系统特性满足要求为止。
设 PWM 调制频率为 f，则： f = 33.333×106 ，范围（5kHz~20kHz）。 PWMPeriod +1
由此可得： PWMPeriod = 33.333×106 −1 。 f
Note6：死区时间= 0.015× DeadTime (us)。 Note7：由于位置反馈电路精度存在问题，位置反馈不能达到 4096 的分辨率。故
3
详细说明如下： 1 系统参数配置
需要设置的参数包括电流环参数以及位置环参数。这是通过执行 “Current Loop Config”、“Current Loop Regulator Gains”、“Position Loop & Current Loop Config”以及“Position Loop & Current Loop Regulator Gains”四个函数实现的。
13
无 论 哪 一 种 模 式 ， 当 数 据 采 样 完 成 时 ， ServoController 从
ServoControl IC收集整个缓冲器的数据，并将采样存储在指定的文本
文件用来评估，同时显示收集数据的图表。在文本文件里，采样存成
两行；第一栏是从通道1采集的而第二栏是从通道2采集的。文件的第
SAAT1.0 的数据采集缓冲器获得数据，并且把它存储成一个文本文
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件同时通过图解的形式显示。用户正确地设置要采集的数据类型后， 激活数据采集功能后，则上位机软件收集到设定个数的数据后，生成 数据文本，并以图形形式显示要跟踪的数据。软件可以对14个不同的 数据源采样，生成的数据文本可以被导入到任意的标准电子表格程序 中，例如Microsoft Excel，进行数据评估。数据跟踪功能使用方法如 下：
1
完成安装后，桌面生成以下图标：
2
软件运行
安装成功后在桌面生成 ServoController.exe 快捷键，点击此快捷 键运行程序，界面如下图所示：
依次选择“文件”——“打开”，选择打开我方提供的格式为“.irc” 文件，即可进入上位机调试界面。
舵机系统的调试包括以下四个步骤： 1 系统参数配置 2 电机启动 3 数据跟踪参数设置 4 阶跃响应参数设置
11
不好读出。要调整外观以显示全部数据，点击对话框“坐标轴控制” 部分的Reset按钮。 4 阶跃响应参数设置
在进行的阶跃响应测试前，还要设置给定阶跃信号的初值、终值 以及阶跃时间。这是通过设置“Position Loop & Current Loop Test” 函数中的“HostPref_A”以及“Delay”寄存器实现的。前者可设置 阶跃响应的初值及终值，后者代表了给定信号变化的延时。 “HostPref_A”设置界面如下：
PWM 周期设定值 PWM 调制死区设定值 位置偏移校正值 电流环反馈定标系数 位置初始设定值
(1665~6665) (0~127) (-2048~2047) (0~32767) (-2048~2047)
备注
Note1 小数位为 16 位
Note2 Note3 Note4
Note5 Note6 Note7 小数位为 12 位
小数位为 9 位 小数位为 15 位 小数位为 10 位 小数位为 12 位 小数位为 13 位 小数位为 17 位 小数位为 12 位 小数位为 13 位 小数位为 17 位 小数位为 12 位
Note1：0 不使能电流或位置反馈，1 使能电流反馈，256 使能位置反馈，257 使 能电流和位置反馈。 Note2：0 选择上位机给定做为位置环输入参考值，1 选择速度环输出做为电流环 参考输入。 Note3：0 选择上位机给定做为速度环输入参考值，1 选择位置环输出做为电流环 参考输入。 Note4：0 选择上位机给定做为电流环输入参考值，1 选择速度环输出做为电流环 参考输入。 Note5：PWM 周期设定值 PWMPeriod 计算公式如下：
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修改系统的参数后，要执行一次写入操作，才能使参数修改生效。 执行写入操作的方法是：双击所修改参数所在的函数目录，出现以下 界面，点击“是(Y)”，则执行参数写入。
2 电机启动 完成参数配置后，点击调试界面左侧工作区的“Start Motor”图
标，启动电机。“Start Motor”图标如下所示：
点击函数左侧的加号，四个函数菜单展开如下：
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右键点击要设置的参数，在下拉菜单中选择“属性”，则弹出参 数修改界面。以“PWMPeriod”寄存器为例，参数修改界面如下：
参数意义如下表：
参数 TracePeriod FbdEnSel PFdbScaler_A PLimit PRefSel VRefSel IRefSel HostIRef_A HostPRef_A
5
SysCtrl VLimit ILimit
系统使能 速度环调节器输出限幅值 电流环调节器输出限幅值
(0~32767) (0~PWMPeriod/2)
0 停机，1 运行 Note8
KpP_A KiP_A KdP_A KfP_A KpV_A KiV_A KfV_A KpI_A KiI_A KfI_A
对话框的“输出”部分允许用户为获得的数据选择处理选项。数据 总是写入一个文本文档并可以随意以图表形式显示。“文件名称”目录 指定出获得的数据写入的文件。用户可以键入路径名或点击“浏览” 按钮浏览需要的输出文件。“产生图形”选项可以使用户选择显示那个 通道的数据
当完成定义追踪后，点击OK存储设置，但这并不激活数据跟踪。 要激活数据跟踪，还要执行函数“Trace Setup”:
ASIC 芯片上位机调试软件使用说明
简介
舵机系统可以通过数据总线，按照设定的协议格式实现对 ASIC 参数的修改，但是在系统调试时，需要频繁修改控制器参数，而且需 要对比参数修改后的阶跃响应曲线，为此，我们提供上位机软件，方 便系统调试。
下面说明上位机软件的安装及使用。
软件安装
软件安装过程如下图所示，点击安装文件目录下 ServoDesign.exe 文件，按照弹出对话框提示点击相对应按钮即可。
一行包含最早的采样，而最后一行包含最新的采样。
9
触发总是与通道1的数据源相联系，当数据值以上升或下降的方 式超过一个特定标准时触发出现。触发部分中的“边沿”选项可用来 选择触发沿的类型，标有“Trigger Locator”的滑动条允许用户设定在 触发点之前采样收集所占用缓冲器的百分比。例如，如果你将Trigger Locator设置为25％，则在触发前追踪数据有512个采样构成而在触发 后有1536个。触发位置在绘图显示中标出，但是并没有在追踪数据中 标出。Trigger Locator并不适用于Force Trigger模式。（在Force Trigger 模式下，缓冲器只是包含追踪开始后的2048个采样，触发位置并不在 绘图显示中标出。）
点击函数模块“Monitor Definitions”前面的加号，在展开的下拉 选项中，右键点击“Monitor Setup”,出现以下菜单：
选择“定义跟踪”后，进入软件的数据跟踪设置单元。
8
“跟踪设置”对话框分成三部分：输入 , 触发和输出。“输入”部分
允许用户为两个通道中的任意一个定义获得数据的条目。对于每一个
位置环调节器比例增益 位置环调节器积分增益 位置环调节器微分增益 位ห้องสมุดไป่ตู้环调节器前馈增益 速度环调节器比例增益 速度环调节器积分增益 速度环调节器前馈增益 电流环调节器比例增益 电流环调节器积分增益 电流环调节器前馈增益
(0~32767) (0~32767) (0~32767) (0~32767) (0~32767) (0~32767) (0~32767) (0~32767) (0~32767) (0~32767)
Force Trigger模式：当缓冲器满的时候数据采集停止。
Trigger on Level模式：当一个可配置的触发条件满足后数据采集
停止。当数据采集缓冲器被填满时，缓冲器覆盖，得到的新的采样数
据覆盖旧的采样数据。当触发条件或错误条件出现后，0到2048附加
的采样数据被收集，这取决于设置的触发位置“trigger locator”。
激活跟踪后，上位机调试软件在系统完成一次触发，收集到指定 数据后，保存数据文件，并以图形化形式显示。下图为系统调试时， 上位机调试软件采集到的数据跟踪图形：
10
在“跟踪结果”对话框的底部有一些允许用户控制图形化数据外 观的功能。用户可以调整X和Y轴的范围，显示指针所在的精确位置， 显示帮助估计数据的背景格。 注意：当“跟踪结果”对话框显示时，初始的调整外观的设置和上一次 的设置是相同的。如果这次数据的范围不同，则在此设置下图形可能
通道，用户可从下拉菜单选择一个条目。本次设计的舵机系统为位置、
电流的双闭环系统，调试时需要跟踪的数据主要有以下5项：
数据类型
说明
VRef_L
电流环给定
IFB_L
电流环反馈
CLOut_L
电流环输出
PRef_L
位置环给定
PFbk_L
位置环反馈
数据缓冲器共有2048个采样点。不同的触发方式对应不同的采样
结束时间。本系统调试只使用以下两种触发方式：
表 1-1 ASIC 配置参数说明
说明
范围
数据跟踪采样周期
反馈使能
位置环反馈定标系数
(0~65535)
位置环调节器输出限幅值 (0~32767)
位置环给定方式设定
速度环给定方式设定
电流环给定方式设定
上位机电流给定
(-2048~2047)
上位机位置给定
(-2048~2047)
PWMPeriod DeadTime POffset IFBScaler HostPRef
系统运行前，需要设定位置偏移校正值。假定舵机位于+180°时，反馈 数字量为为 FBMax，-180°时反馈数字量为 FBMin，则参数参数 POffset 设定方法如下：
POffset = FBMax+FBMin 。 2
Note8：PWM
最大占空比 =
ILimit PWMPeriod
2 式中，
ILimit——电流环调节器输出限幅值； PWMPeriod——PWM 周期设定值。
12
“Delay”寄存器的设置过程类似。 依次完成如上四个步骤的设置后，在激活数据跟踪功能的情况 下，点击函数“Position Loop & Current Loop Test”，则系统开始动作。 我们选择 PRef_L ，PFbk_L 为采样数据，得到的阶跃响应曲线如下 所示：
调试时，控制器参数不满足要求时，可修改相应参数，按照以上 四个步骤，反复调试，至到系统特性满足要求为止。
设 PWM 调制频率为 f，则： f = 33.333×106 ，范围（5kHz~20kHz）。 PWMPeriod +1
由此可得： PWMPeriod = 33.333×106 −1 。 f
Note6：死区时间= 0.015× DeadTime (us)。 Note7：由于位置反馈电路精度存在问题，位置反馈不能达到 4096 的分辨率。故
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详细说明如下： 1 系统参数配置
需要设置的参数包括电流环参数以及位置环参数。这是通过执行 “Current Loop Config”、“Current Loop Regulator Gains”、“Position Loop & Current Loop Config”以及“Position Loop & Current Loop Regulator Gains”四个函数实现的。
13
无 论 哪 一 种 模 式 ， 当 数 据 采 样 完 成 时 ， ServoController 从
ServoControl IC收集整个缓冲器的数据，并将采样存储在指定的文本
文件用来评估，同时显示收集数据的图表。在文本文件里，采样存成
两行；第一栏是从通道1采集的而第二栏是从通道2采集的。文件的第