Странная ошибка в моем Arduino ALU

Question

Странная ошибка в моем Arduino ALU

arduino-nano c++ debug c-preprocessor

Я обнаружил странную ошибку в своем Arduino. Этого нет в кодексе. Я думаю, что это аппаратная ошибка в ALU микроконтроллера, возможно, только в клоне. Таким образом, существует переменная feedLimit, и ее значение равно 30, что на самом деле не имеет значения. Когда я печатаю ответ feedLimit301000, используя эту команду Serial.println(feedLimit*30*1000) Ответ, напечатанный на последовательном мониторе, - 30528, что явно неверно. Но когда я печатаю feedLimit*30000, ответ правильный (300000). Ответ должен быть одинаковым в обоих случаях, но это не так. Я приложил код, а также скриншот вывода. Может кто-нибудь, пожалуйста, дайте мне знать, если это ошибка в Arduino или что-то еще? Я никогда не сталкивался с такой ошибкой на аппаратном уровне. Спасибо.

int interval, interval2;

int feedingTime = 3; //Должен кормить один раз каждые 3 минуты
int feedLimit = 30; //Если кормить 10 раз или более в течение промежутка времени кормления, фиш умирает
int dieaffter = 30; //Умрет, если его не кормить в течение 10 минут
int feedCounter = 0; //Подсчитывает, сколько раз кормят в промежутке времени кормления

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(btnPin, INPUT_PULLUP);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);

  Serial.println(feedLimit);
  Serial.println(feedLimit*60*1000);
  Serial.println(feedLimit*60000);
}

@Z Dhillon, 👍0

Обсуждение

Это не жук. Вы работаете с целыми числами на 8 - битном микроконтроллере. Максимум, что они могут вместить, - это 32767., @Majenko

1 ответ

Лучший ответ:

@*Majenko* · Accepted Answer · 2022-01-05 11:07-00:00

Это не ошибка. Просто вы работаете со знаковыми 16-битными целыми числами на 8-битном микроконтроллере. Максимум, что может хранить int, - 32767, а литералы по умолчанию имеют 16-битный знак.

Ваши три отпечатка:

  Serial.println(feedLimit);

Печать 30.

  Serial.println(feedLimit*60*1000);

Умножьте feedLimit на 60 = 1800. Кратно 1800 на 1000 = 1800000. Поместите 1800000 в 16-битный знак = 30538. Также работает по-другому: препроцессор умножает два 16-битных int, чтобы создать новую 16-битную константу int: 60 * 1000 = 60000, которая слишком велика, чтобы поместиться в int, и усекается до 27232. Умножьте на 30 = 30538 при усечении до 16 бит.¹

  Serial.println(feedLimit*60000);

Умножьте 30 на 60000. 60000 слишком велик для хранения в int, поэтому он неявно повышается до long. 30 * 60000 = 1800000. В результате получается long, потому что в вашем расчете есть неявное long.

Вы должны быть осторожны с большими числами на небольших микроконтроллерах и иметь в виду пределы каждого типа переменных, а также тип данных по умолчанию для литералов.

char: от -128 до +127
unsigned char / byte: от 0 до 255
int: от -32,768 до +32,767
unsigned int: от 0 до 65 535
длинные позиции: от -2,147,483,648 до 2,147,483,647
unsigned long: от 0 до 4,294,967,295

Вы можете заставить литералы быть определенным типом данных, добавив к ним суффикс:

L: Длинный
UL: unsigned long

(Есть и другие, но они используются реже).

Таким образом, ваше первое (неудачное) вычисление можно исправить, заставив одно из значений быть длинным:

  Serial.println(feedLimit*60*1000L);

^{1: Кажется, avr-gcc недостаточно умен, чтобы сделать это, вместо этого он всегда обрабатывает каждую операцию отдельно, и каждый раз он работает от int-to-int, используя два 8-битных регистра для представления каждого значения или результата.}