Запись данных через PIN-код с определенной частотой

Если я правильно понимаю, вы хотите вывести синхронный последовательный бит поток на частоте 1 МГц. Что-то вроде этого:

 ___ ___ ___
__/ \___/ \___/ \___⋅⋅⋅
____ _______ _______ ___
дата __D0__X___D1__X___D2__X___⋅⋅⋅

где биты данных поступают с ПК.

Если вы хотите, чтобы это был непрерывный битовый поток, будет непросто генерировать на Arduino Uno.

Получение данных

Поскольку данные поступают с ПК, предположительно они поступают через последовательный порт. связь. Вы должны учитывать тот факт, что эта ссылка добавляет стартовый бит и стоповый бит для каждого байта. Таким образом, у вас есть 10 бит на проводе за каждые 8 бит фактических данных. Поскольку вы должны поддерживать 1 Мбит/с в среднем фактических данных, это означает, что вы должны настроить последовательный порт на скорости не менее 1,25 Мбит/с. Однако единственная скорость передачи выше, чем 1 Мбит/с, поддерживаемая Arduino Uno, составляет 2 Мбит/с.

Поддерживает ли ваш компьютер эту скорость передачи данных? Надежна ли связь в эта скорость?

Если скорость слишком высока, я бы посоветовал вам попробовать отправить данные как PCM на более низкой скорости, и пусть Arduino обрабатывает Преобразование PCM → PDM.

Передача данных

Этот формат данных очень похож на передачу SPI. Затем СПИ. аппаратный порт кажется самым простым способом его создания. Однако Передатчик SPI на Uno не имеет двойную буферизацию. Это означает, что вы необходимо дождаться завершения передачи текущего байта, прежде чем предоставление следующего байта аппаратному обеспечению SPI. Это, в свою очередь, означает, что вы неизбежно будут небольшие задержки между последовательными байтами, и один выход из каждых 8 тактов будет растягиваться сверх ожидаемого 1 мкс. Если эта неустойчивость приемлема для вашего приложения, то используйте передатчик SPI. Если нет, то придется искать другого решение.

Последовательный порт Uno работает в особом режиме. ведет себя как основной порт SPI. В отличие от фактического порта SPI, этот порт с двойной буферизацией, что позволяет отправлять непрерывный битовый поток со стабильными часами. Проблема в том, что вы не можете использовать этот режим для передачи и в то же время использовать приемник последовательного порта в его обычный асинхронный режим. Таким образом, вы не сможете получить данные с ПК при использовании этого режима. Если вам удастся направить Связь ПК→ Arduino через SPI, этот режим работы последовательного порта может быть хорошим выбором.

Если ни один из вышеперечисленных вариантов вам не подходит, я предлагаю, в крайнем случае, генерировать битовый поток полностью с помощью программного обеспечения. Сроки сжатые, т.к. каждый уровень тактового сигнала должен поддерживаться только в течение 8 циклов процессора. Но это, вероятно, выполнимо в рукописном ассемблере, при условии, что прерывания отключены. Вот примерно как я могу попытаться это сделать:

        ___     ___     ___
clk  __/   \___/   \___/   \___⋅⋅⋅
     ______ _______ _______ ___
dat  __D0__X___D1__X___D2__X___⋅⋅⋅

Приведенный выше код предполагает, что UART синхронизирован с выходным потоком. что, скорее всего, не будет иметь место в реальности. Ваше реальное приложение может тогда будьте более сложными, и вам придется сделать эту дополнительную сложность помещаются в слоты задержки выше.

Обратите внимание, что если вы выполняете преобразование PCM → PDM на Arduino полученный код может оказаться проще, так как вы сможете читать UART на каждой итерации цикла, не беспокоясь о синхронизация. Я написал программу, которая делает что-то очень подобное некоторое время назад, и я только что отправил его на GitHub, чтобы вы могли посмотрите: avr-dac: превратите AVR в 1-битный цифро-аналоговый преобразователь. Примечание что эта программа предназначена для использования на AVR без аппаратного UART. Ожидается, что данные PCM будут передаваться в виде сдвигового регистра. Использование UART упростило бы программу.