Справка по таймеру Arduino MEGA

Question

Справка по таймеру Arduino MEGA

arduino-mega

Ник Гаммон опубликовал некоторый код для настройки счетчика на Arduino UNO с использованием timer2 для генерации сигнала 38 кГц, и я использовал его в нескольких проектах IR.

В моем текущем проекте я использую FreeRTOS для Arduino, и источник говорит, что он использует таймеры 0–3 для работы собственного ядра, поэтому код таймера, очевидно, будет мешать работе RTOS.

Для этого проекта я использую Arduino MEGA, и, на мой взгляд, у него также есть таймер4 и таймер5. К сожалению, мои способности программирования для продуктов ATMel недостаточны на этом уровне, поэтому я ищу помощь в создании таймера, который будет генерировать выход 38 кГц, используя таймер 4 или таймер 5 MEGA 2560 на любом выходном контакте. Не следует использовать прерывания, так как это также может вызвать проблемы с RTOS.

Кстати, на Arduino MEGA вы можете выполнять переключение контекста между задачами менее чем за 200 мкс и иметь возможность определять, какую задачу ВЫ хотите выполнить следующей.

@crusader27529, 👍-1

Обсуждение

Можете ли вы показать мне, где я могу прочитать, что freertos использует таймеры 0-3? На мой взгляд, он не использует ни один из этих таймеров., @Jot

На всю жизнь я не могу найти то, что я нашел раньше ..... Я нашел пример кода, который настраивает сторожевой таймер для генерации основного времени функции тика, и код позволяет использовать практически любой из таймеров HW. . Я видел, что в некоторых опубликованных документах говорится, что таймеры RTOS не зависят от какого-либо аппаратного обеспечения, но также говорится, что таймеры SW не используют время процессора ?? Это не имеет смысла. Отсутствие документации в этой области может указывать на то, что HW действительно не используется, особенно потому, что RTOS будет работать практически на любом Arduino, а таймеры сильно различаются по возможностям., @crusader27529

Файл с таймером: \avrfreertos-master\avrfreertos-master\freeRTOS10xx\include\FreeRTOSBoardDefs.h, @crusader27529

Рекомендуется использовать сторожевой таймер, но я вижу, что для arduino mega 2560 используется timer3: https://github.com/feilipu/avrfreertos/blob/master/freeRTOS10xx/include/FreeRTOSBoardDefs.h Это нормально, поскольку timer0, timer1 и timer2 не используются freertos. Менеджер библиотек в arduino ide использует мини-версию freertos, а та использует сторожевой таймер: https://github.com/feilipu/Arduino_FreeRTOS_Library/blob/596a743509309121afcf7fa95c4d17d6d7fdd7ce/src/FreeRTOSVariant.h Почему вы выбрали большую версию из фриртос?, @Jot

Я только что скачал версию, которую показала IDE. Я не знал, что есть другая, уменьшенная версия. Размер кода не важен для проекта, так как будут выполняться только 3 задачи, все из которых зависят от процесса, а просто сканируется во время выполнения в конечном автомате. Все они будут выполняться с одинаковым приоритетом, и при каждом выходе из каждого состояния цикла, в котором они находятся, они будут уступать место следующей задаче. ВСЕ они всегда будут в состоянии готовности. Первоначально я настроил код так, чтобы изменить их собственный приоритет, чтобы он соответствовал всем остальным, а затем повысить приоритет следующей задачи для запуска., @crusader27529

Затем эта задача снижает свой приоритет, а затем повышает приоритет следующей задачи для запуска. Я настроил это с помощью фиктивных задач, чтобы измерить время переключения контекста, и не смог найти никакой разницы между двумя методами. Как я уже говорил выше, время переключения контекста было менее 200 мкс. Мне нужно сделать это, потому что исходный код работал в отдельных модулях Arduino и отслеживает настройку ИК-детекторов в квадратурной конфигурации с расстоянием между ними менее 0,030 дюйма., @crusader27529

Таким образом, конечные автоматы должны быть очень чувствительными, а переключение контекста на 200 мкс сведет к минимуму любую задержку при обнаружении, поскольку конечный автомат остается в цикле оператора switch, а время выполнения очень быстрое, на самом деле во много раз быстрее, чем необходимо для обнаружения. . Таким образом, код должен работать с минимальными изменениями. AFAICT, единственная реальная разница будет состоять в том, чтобы просто переключать контекст прямо перед оператором break для каждого случая., @crusader27529

Я установил «FreeRTOS от Ричарда Барри» из менеджера библиотек и получил мини-версию. Я думаю, что вам не нужен rtos, вы можете поставить три конечных автомата в цикл и убрать все задержки и использовать прерывания для ir-детекторов. Само прерывание использует несколько микросекунд в микроконтроллере avr: https://gammon.com.au/interrupts Код внутри прерывания часто занимает больше микросекунд, потому что одно цифровое чтение использует около 4 микросекунд., @Jot

Конечный автомат сложный, и с двумя работающими в каждой задаче, имея 6 взаимодействующих машин, будет ZOO, пытающийся устранить неполадки. Я действительно не хочу начинать все сначала. В настоящее время код работает нормально, но если у меня возникнут проблемы с производительностью, я передумаю. Кстати, код, который Ник написал для вывода 38 кГц, отлично работает в RTOS, но он выводит данные на контакт 10 на MEGA, а не на контакт данных 11 на UNO. Итак, проект переходит к следующему этапу., @crusader27529

Думаю, мы оба извлекли из этого урок. Я создал ответ (со своим мнением). Я использовал freertos, и он работает хорошо. Тем не менее, я думаю, что недостатков больше, чем преимуществ., @Jot

1 ответ

@*Jot* · Answer 1 · 2018-12-07 11:44-00:00

Использование опережающей операционной системы реального времени на плате Arduino с микроконтроллером AVR (Arduino Uno, Leonardo, Mega 2560) – это академическое упражнение.

FreeRTOS надежна и может быть полезна для тех, кто пишет многозадачный код.
На мой взгляд, FreeRTOS не сочетается с простыми платами AVR Arduino:

Недостаточно оперативной памяти.
Каждая задача получает свой собственный стек. Оперативная память на плате AVR ограничена. Это означает, что каждый задача должна быть написана очень осторожно, чтобы ограничить использование стека.
Недостаточно оперативной памяти, когда самое интересное вот-вот начнется.
Когда есть несколько задач и, возможно, несколько подпрограмм прерывания, тогда потребуется несколько буферов и очередей сообщений. Для этого недостаточно оперативной памяти.
При разработке Arduino не учитывалась многозадачность.
Библиотеки Arduino для этого не подходят. Некоторые функции ждут для чего-то (Serial.parseInt, Wire.requestFrom, Wire.endTransmission) из-за этого ОСРВ работает хуже, чем ожидалось.
FreeRTOS большая, требует памяти и процессорного времени.

Без FreeRTOS некоторые известные методы очень эффективны для плат AVR Arduino:

Конечный автомат использует очень мало оперативной памяти.
Конечный автомат без delay() который использует millis(), может быть очень отзывчивым.
Избегайте подпрограмм прерывания.
Часто можно избежать процедур прерывания. Чтение кнопок часто можно выполнить путем опроса кнопок. в loop().
Избегание объекта String и перемещение текста в PROGMEM может быть использован иметь достаточно памяти для более сложного и надежного скетча.

В настоящий момент «FreeRTOS by Richard Barry» находится в диспетчере библиотек. Это уменьшенная версия FreeRTOS, в которой используется только таймер WatchDog. Он не конфликтует с библиотеками Arduino.

Большую версию FreeRTOS и множество примеров можно найти по адресу https://github.com/feilipu/avrfreertos
Не каждая версия FreeRTOS использует таймер WatchDog. Найдите файл FreeRTOSBoardDefs.h, чтобы узнать, какой таймер используется для вашей конкретной платы Arduino.

crusader27529, я не вижу проблемы в удалении FreeRTOS и последовательном вызове трех задач.

void loop() {
  task1();
  task2();
  task3();
}