Параллельное чтение нескольких выводов DI как одного байта/слова

Не зная кодировщика, о котором идет речь (которого вы, похоже, крайне неохотно раскрываете по какой-то причине, которую я не понимаю), трудно дать хороший ответ. Однако...

8-битные процессоры AVR могут атомарно считывать только 8 бит. Это действительно называется портом. Atmega328P (используемый в Uno) организует свои порты ввода-вывода как порты B, C и D (я не знаю, куда делся A).

На плате открыты порты PORTB (биты с 0 по 5), PORT C (биты с 0 по 5) и PORT D (биты с 0 по 7) — всего 20 контактов.

Таким образом, порт D является ближайшим к вам, так как вы можете считывать 8 бит одновременно. Тем не менее, два из этих битов используются для последовательного ввода-вывода, поэтому вы не можете использовать последовательное оборудование одновременно.

Чтобы прочитать весь порт D, вы можете просто сделать это:

byte foo = PIND;

(Для ввода это PINx, для вывода это PORTx).

Что может помочь, так это расширитель ввода-вывода, такой как MCP23017.

Я надеюсь избежать дополнительного оборудования

Ну, жаль.

Я немного удивлен тем, что устройство не поддерживает своего рода "фиксацию" данных, которая дает вам конечное время для извлечения информации из него. Однако, не прочитав техническое описание, я не могу комментировать дальше.

Я имею в виду, что вы можете найти порт и вывод в порту и прочитать в portByte. Этот пример работает:

//учитывая два GPIO на порту (PortC), например: 12 (правая кнопка) & 13 (левая кнопка)
byte portByte = (*portInputRegister(digitalPinToPort(rightButtonGpio)));
rightButtonPinHigh = portByte & (digitalPinToBitMask(rightButtonGpio));
leftButtonPinHigh = portByte & (digitalPinToBitMask(leftButtonGpio));

Однако, по моему опыту, ваш вывод будет выглядеть почти так же, как если бы вы выполнили два последовательных digitalRead с благословением Arduino. Я предполагаю, что вы могли бы (в приведенном выше примере) получить инструкцию значения leftButtonHigh 1 раньше, но я не знаю, может ли регистр даже обновляться при таком разрешении.

Я уверен, что время для этого проекта уже прошло. Но для тех, кто посещает эту страницу по какой-либо причине (моя информация отличается от информации здесь), я бы реализовал вот решение. Также это предполагает, что человек не желает использовать запираемый внешний буфер, из которого он может читать, как ему нужно. Просто разделите общее количество контактов между двумя регистрами, соблюдая следующее:

1. Используемые контакты расположены последовательно как для MCU, так и для кодера (серое кодирование потребует некоторого размышления).
2. Сгруппируйте как можно больше в одном регистре, и это будет наименьшее значение порядка.

Сначала прочитайте значение младшего порядка (то, которое будет меняться с наибольшей скоростью). Затем прочитайте значение высокого порядка (при этом вероятность изменения между чтением низкого и высокого порядка будет гораздо меньше). Чтобы сделать это, вам нужно понимать битовые маски и сдвиг битов...

uint16_t nEncoder = (PINB & 0x1F); // Пример: ваши 5 контактов являются младшими на PORTB

uint16_t nEncoder = ((PINB & 0x7C) >> 2); // Пример: если ваши 5 контактов имеют соотношение 6:2, вы извлекаете набор контактов из PORTB, а затем сдвигаете их вниз на нужное место.

затем вы читаете старшую часть

nEncoder |= ((PIND & 0x1F) << 5); // Пример: ваши 5 контактов являются младшими на PORTD. Как бы вы ни вытащили их из следующего порта, вам нужно будет убедиться, что вы сдвинули их в старшие 10 бит nEncoder, чтобы получить окончательное значение.

Из приведенного выше вы можете видеть, что чем больше битов (выводов) вы можете использовать в своем первом регистре (порту), тем меньше вероятность того, что при втором чтении произойдет смена выводов.

Кодирование серого цвета будет отличаться от двоичного. В приведенном выше примере предполагается двоичный код, в котором бит старшего разряда будет меняться меньше всего, а бит младшего разряда — больше всего. Кодирование Грея специально используется из-за того, насколько минимально биты изменяются между каждым изменением числа (т. е. предполагается, что они имеют только 1 изменение бита на каждое изменение числа, независимо от числа, а не 10 бит изменяются, когда двоичный счет переворачивается - т.е. минимизирует именно эту проблему). Так что для исходного постера большая часть этого не имеет значения (поскольку они сказали, что используют кодировщик кода Грея).

Но для тех, кто ищет оптимальное решение (для двоичных счетчиков или просто так), где невозможно подключить все выводы к одному порту. Разделение его между двумя регистрами с возможностью только двух операций чтения оптимизирует время чтения и минимизирует возможность смены выводов.