Программа платы DSP

Программа платы DSP формирует все управляющие сигналы для блока ЦАП-АЦП и шагового двигателя. Эти сигналы устанавливают значения ЦАПов, запускают преобразования цифровых значений в аналоговые и обратно, задают режим работы шагового двигателя, вызывают его запуск и остановку. Формирование сигналов определяется режимом сканирования и параметрами цепи обратной связи. В процессоре существует таймер, позволяющий осуществить точную синхронизацию процесса сканирования.

Значение измеряемого сигнала (туннельного тока, силы взаимодействия и пр.) поступает на АЦП и передается в сигнальный процессор, который вычисляет сигнал обратной связи. Для вычисления сигнала обратной связи используется стандартная схема с пропорциональным и интегральным звеньями. Значения измеряемого сигнала и сигнала обратной связи затем передаются в компьютер для последующей обработки.

То, что цепь обратной связи замыкается на уровне сигнального процессора, то есть компьютер не участвует в ее вычислении, позволяет сделать обратную связь более устойчивой и независимой от работы компьютера. Что особенно важно, это дает возможность использовать для управления микроскопом многозадачную систему типа Windows 95 или Windows NT. Таким образом, на компьютере лежит задача обработки данных, а плата DSP выполняет задачи, критические по времени.

Вычисленный сигнал обратной связи посылается на z - манипулятор. Помимо этого, программа генерирует сигналы для перемещения зонда по X и Y - координатам. Перемещение может осуществляться с одновременным снятием данных и накоплением их в буфере для последующей передачи в компьютер (режим сканирования), или без накопления данных (режим позиционирования). В общем случае могут одновременно изменяться значения 2-х ЦАПов, а всего их может быть до 16-ти. Также программа с помощью шагового двигателя управляет перемещением столика с образцом. Этот режим используется при подводе и отводе зонда.

Все параметры обратной связи, перемещений, адреса ЦАПов задаются путем установки значений переменных, хранимых в памяти сигнального процессора, и перекомпиляции программы для этого не требуется. Таким образом, настройка параметров сканирования производится изменением этих переменных, и микроскоп целиком может управляться компьютером. Это позволяет автоматизировать процесс сканирования. А с использованием встроенных в программный пакет "FemtoScan" сетевых технологий сканирование можно осуществлять даже с другого конца земного шара.