«Лучшая» архитектура для обработки событий

Вы, выходцы из Интернета, скорее всего, привыкли работать в однопоточная среда (за исключением веб-работников). Вы были обучены программировать неблокирующим способом, блокируя Поток пользовательского интерфейса заморозит пользовательский интерфейс. На самом деле это ценный актив при переходе к программированию на Arduino. Большинство программ Arduino работают на однопоточная платформа из чистого металла. Неблокирующий код необходим для все программы, кроме самых тривиальных, и освоить их непросто. новички.

Самая поразительная разница между Arduino и обычным Среда JavaScript (будь то браузер или Node.js) заключается в том, что в В JavaScript цикл событий неявный. Вы его не видите, но он бежит под капотом вашего переводчика. Концептуально это выглядит так:

void JavaScript_event_loop() {
    if (there_is_a_pending_event()) {
        dispatch_the_event_to_the_registered_callback();
    }
}

Однако на Arduino вам придется написать цикл событий самостоятельно. Большинство часто вам не нужно полноценное управление очередью событий, как вы знаете заранее набор событий, которые ваша программа должна будет обработать. Твой типичный цикл Arduino обычно должен выглядеть так:

void loop() {
    if (event_foo_happened())
        handle_event_foo();
    if (event_bar_happened())
        handle_event_bar();
    if (event_baz_happened())
        handle_event_baz();
    // etc...
}

Существует несколько повторяющихся идиом для тестирования распространенных событий. Вот несколько примеров:

// Обработка периодического события (например, setInterval()).
uint32_t now  = millis();
static uint32_t last_event_time;
if (now - last_event_time >= event_period) {
    // Используйте `last_event_time = now;` вместо этого, если хотите
    // гарантируем минимальный интервал между событиями:
    last_event_time += event_period;  // это позволяет избежать систематического дрейфа
    handle_periodic_event();
}

// Обработка нарастающего фронта на входе input_pin.
uint8_t pin_state = digitalRead(pin);
static uint8_t previous_pin_state;
if (previous_pin_state == LOW && pin_state == HIGH)
    handle_input_rising_edge();
previous_pin_state = pin_state;

// Обработка последовательных данных.
if (Serial.available())
    handle_input_byte(Serial.read());

// Обработка кнопки с помощью библиотеки устранения дребезжания.
button.update();
if (button.fell())
    handle_button_press();

Несколько рекомендуемой литературы:

• В учебнике Blink Without Delay Arduino показано, как обрабатывать периодические мероприятия
• Чтение сериалов на Arduino это учебник, показывающий, как буферизовать последовательный ввод, чтобы обрабатывать одно полное сообщение за раз.
• Bounce2 — пример библиотеки устранения подпрыгивания кнопок.
• Конечный автомат — хороший учебник по написанию конечных конечные автоматы, которые рано или поздно понадобятся вам для обработки некоторых ситуации неблокирующим способом.

Дополнение. Что касается опубликованного вами примера кода, я хотел бы переписать его. ваш loop() выглядит следующим образом:

void loop() {
    if (condition) {
        doSomething();
        condition = false;  // <- переместим это из doSomething()
    }
}

Это не выглядит большим изменением, но есть идея, которая может помогите сделать ваш код более читабельным и удобным в сопровождении. Идея состоит в том, чтобы думать вашей программы с точки зрения «событий», на которые вы должны реагировать. Это должно кажутся естественными для человека, выросшего на JavaScript, и это также хорошее подход к программированию микроконтроллеров. Затем вы хотите обработать Обнаружение/диспетчеризация событий и реагирование на события как отдельные задачи. Функция doSomething() не должна заботиться о Переменная condition, поскольку она используется только для обработки обнаружения событий. и диспетчеризация, за которую отвечает цикл событий.

Когда я сказал «выполнить один раз», я имел в виду, что при нажатии кнопки оно должно выполняться. что-то только один раз, этот контроль над тем, что должно/было выполнено, немного обманом, может выйти из-под контроля и превратиться в беспорядок.

Чтобы обнаружить нажатие кнопки, вам нужно управлять некоторым состоянием, здесь нет обойти это. Ваша программа не должна реагировать на состояние кнопку (нажатую или отпущенную), а вместо этого - определенные переходы это состояние (событие прессы или релиза).

В самой базовой форме проблема заключается в обнаружении спадающего фронта (или нарастающий фронт, в зависимости от подключения кнопки) на входе сигнал. Это решается путем запоминания состояния, которое у вас было в предыдущем итерация цикла и сравнение этого предыдущего состояния с состоянием, в котором вы находитесь читаем прямо сейчас, как показано в разделе «Обработка нарастающего фронта на входном контакте». пример выше.

У настоящих кнопок есть дополнительная проблема, а именно механический отскок: когда кнопка нажата, сигнал может проходить множество быстрых переходов прежде чем перейти в стабильное состояние. Чтобы справиться с этим, вам надо посмотреть сроки переходов и разобраться в законности одни из поддельных. Это называется устранение дребезга. Есть немногие библиотеки могут справиться с этим за вас. Большинство также сделает обнаружение краев, что делает обработку нажатий кнопок такой же простой, как тестирование для button.fell() (опять же, см. пример выше). Некоторые даже сообщат отдельные типы событий для короткого, длительного и двойного нажатия.