Code Optimierung für Interrupt möglich?

**erik_wolfram** · 23.08.2011, 19:38

Hallo,
ich arbeite nach wie vor an einer Kinematik für meinen Quadruped. Ich habe das erste Bein soweit zum laufen bekommen, dass er auf dem Boden Kreise "malt". Nun wollte ich mir das nächste Bein vornehmen und musste feststellen, dass nach dem Hinzufügen des 2. Beins die Servos nichtmehr richtig positionierten (leichte Abweichung). Eine genauere Debugging-Untersuchung ergab, dass das Interrupt welches alle 10µs ausgelöst wird selber 17µs braucht (für beide Beine).
Ich habe natürlich die Möglichkeit das Interrupt in längeren Abständen auszulösen, das kostet mich dann aber die genaue Auflösung der Servo-Ansprechzeiten...

Anderseits kommen mir 17µs sehr lange für die wenigen Befehle vor - vielleicht sieht hier ein erfahrenen Programmierer eine Optimierungs-Chance?!

Code:

#define F_CPU    16000000
...

// Servo 1
#define PAD_SERVO_0      5
#define PORT_SERVO_0     PORTC
#define DDR_SERVO_0      DDRC
...

volatile unsigned char servo_pos[12] = {90, 90, 100, 200, 160, 160, 100, 100, 100, 200, 200, 200};

...
void servo_init()
{
    TIMSK |= (1 << OCIE2);
    TCCR2 |= (1 << WGM21) | (1 << CS20);
    OCR2 = F_CPU / 100000;                                  //   <------------ INTERRUPT alle 10µS

    // Servo-Ports auf Output
    DDR_SERVO_0 |= (1 << PAD_SERVO_0);
...

// Interrupt global aktivieren
    TIMSK |= (1<<TOIE1);
    sei();
}


ISR (TIMER2_COMP_vect)
{
    // --------------------------------------- ab hier (0 µs)

    static int count;

    // Bein 0
    if (count > servo_pos[0])    PORT_SERVO_0 &= ~(1 << PAD_SERVO_0);
        else                     PORT_SERVO_0 |= (1 << PAD_SERVO_0);
    
    if (count > servo_pos[1])     PORT_SERVO_1 &= ~(1 << PAD_SERVO_1);
        else                     PORT_SERVO_1 |= (1 << PAD_SERVO_1);

    if (count > servo_pos[2])     PORT_SERVO_2 &= ~(1 << PAD_SERVO_2);
        else                     PORT_SERVO_2 |= (1 << PAD_SERVO_2);

    // Bein 1
    if (count > servo_pos[3])     PORT_SERVO_3 &= ~(1 << PAD_SERVO_3);
        else                     PORT_SERVO_3 |= (1 << PAD_SERVO_3);

    if (count > servo_pos[4])     PORT_SERVO_4 &= ~(1 << PAD_SERVO_4);
        else                     PORT_SERVO_4 |= (1 << PAD_SERVO_4);
    

    if (count > servo_pos[5])     PORT_SERVO_5 &= ~(1 << PAD_SERVO_5);
        else                     PORT_SERVO_5 |= (1 << PAD_SERVO_5);

    if (count < 2000)    count ++;
        else             count = 0; 
  
    // --------------------------------------- bis hier 17µS
}

int main()
{
servo_init();
...

Der Roboter hat 4 mal 3 Servos pro Bein!

Wenn der Debugger mir eine Teit von 17µS bei 4Mhz anzeigt - kann ich die Zeit dann bei 16Mhz vierteln?!

Mit freundlichen Grüßen Erik

**Besserwessi** · 23.08.2011, 19:55

Da gibt es 2 Ansatzpunkte zur Optimierung:
1. für Count könnte man im wesentlichen eine 8 Bit Variable nutzen, un die lange Verzögerung nach den Servo Pulsen seperat machen, z.B. indem man die Interrupts seltener macht. Der Zugriff auf das Feld könnte ggf. auch noch etwas schneller gehen, wenn man einen Pointer benutzt. Ob das viel bringt weiss ich aber nicht. Wenn es unbedingt sein muss gäbe es noch Assembler - gerade für Software PWM ist da ein recht großer Geschwindigkeitsvorteil drin, vor allem wenn die IO Ports günstig liegen.

2. Man macht die Servo Pulse nicht alle gleichzeitig, sondern versetzt nacheinander. Die Verzögerung kann man dann über das Timerregister einstellen, nicht über das Zählen von Interrupts. Allerdings ist man damit auf etwa 10 Servos beschränkt. Die 2 verbleibenden Servos könnte man per Hardware PWM (16 Bit) ansteuern. Als etwa komplizierte Alternative kann man auch immer je 2 Pulse parallel bearbeiten, um rund 1 ms versetzt. Das ist aber nicht so ganz einfach.

**SprinterSB** · 23.08.2011, 20:40

Was an Optimierungspotential vorhanden ist, lässt sich leider schlecht beurteilen da die Quelle wegen der zig ... nicht übersetzbar ist.

**erik_wolfram** · 23.08.2011, 20:47

Danke, das war mir eine große Hilfe:

count habe ich zumindest als short (16bit) deklartiert und die ausgänge sozusagen kaskadiert (per if Abfrage) - so, dass die Beine separtiert nacheinander abgearbeitet werden - jetzt bin ich unterhalb von 2µS während der Abarbeitung.

Übrigens, nach langem suchen hab ich die Einstellung für den Debugger gefunden: bei Umstellung von 4Mhz auf 16Mhz viertelt sich die Zeit!

[EDIT:]

bei den "..." sind nur wierholungen für die deklarierung aller Servo-Ports sowie nicht verwendete Funktionen.

**radbruch** · 23.08.2011, 20:55

Hallo

Kauf dir ein Servoboard:
http://www.shop.robotikhardware.de/s...x.php?cPath=87

Im Ernst, mehr als 8 Servos wird immer kniffelig, weil dann die 20ms nicht mehr eingehalten werden können. Ich bastele ja schon länger an Servoansteuerungen rum und knall dir einfach mal hin, was ich so erbrütet habe.

Erste ganz wichtige Optimierung: Die ISR wird nicht mehr mit 100kHz aufgerufen sondern nur noch, wenn ein Impuls beendet wird und der nächste startet. Beispiel mit drei Servos an einem 8Mhz-Mega32:

Code:

//Servos mit Timer2 Overflow-ISR                                 27.2.2008 mic

#include "RP6RobotBaseLib.h"

uint8_t pos[3]={255,170,85}; // Positionen der drei Servos an SDA, SCL und E_INT

int main(void)
{
	initRobotBase();
	DDRA |= 16;
	PORTA &= ~16;
	DDRC |= 3;
	PORTC &= ~3;

	//Timer2 Initialisierung
	TCCR2 = (0 << WGM21) | (0 << COM20) | (1 << CS22); // Normal Mode, prescaler /64
	TIMSK |= (1 << TOIE2); // Timer2 Overflow-Interrupt erlauben

	while(1)
	{
	   pos[0]=pos[1]=pos[2]=170;
	   mSleep(1000);
	   pos[0]=pos[1]=pos[2]=220;
	   mSleep(1000);
	   pos[0]=pos[1]=pos[2]=170;
	   mSleep(1000);
	   pos[0]=pos[1]=pos[2]=120;
	   mSleep(1000);
	}
	return(0);
}
ISR (TIMER2_OVF_vect)
{
	static uint8_t servo_nr=0;
	static uint16_t impulspause;
	if(servo_nr)
	{
	   if(servo_nr==1) {TCNT2=-pos[0]; PORTC |= 1; impulspause-=pos[0];}
	   if(servo_nr==2) {TCNT2=-pos[1]; PORTC &= ~1; PORTC |= 2; impulspause-=pos[1];}
	   if(servo_nr==3) {TCNT2=-pos[2]; PORTC &= ~2; PORTA |= 16; impulspause-=pos[2];}
	   if(servo_nr==4) {PORTA &= ~16; servo_nr=0;}
	   if(servo_nr) servo_nr++;
	}
	else
	{
	   if(impulspause>256) impulspause-=256;
			else {TCNT2=-impulspause; servo_nr++; impulspause=1500;}
	}
}

In dieser Variante wird zuerst der immer gleiche Grundimpuls (quasi die kürzeste Impulsdauer) erzeugt und anschliesend die Impulslänge für die Position angehängt. Wertebereich für die Positionen ist ca. 0-255! Beispiel mit acht Servos:

Code:

// Servos ansteuern mit 8MHz Mega32 und 8-Bit Timer2 Overflow-ISR 22.3.2009 mic

// Die Servosimpulse werden nacheinander erzeugt. Die Impulsdauer jedes Servos
// setzt sich aus einem Grundimpuls (der für alle Servos gleich ist) und seinem
// Positionswert zwischen 0 und 255 zusammen.

// In der ISR werden im Wechsel ein Grundimpuls und ein Positionswert erzeugt
// und zum jeweiligen Servo gesendet. Nach den Servoimpulsen wird eine
// Pause eingefügt um die 50Hz Wiederholfrequenz (20ms) zu erzeugen.

// Diese auf acht Servos aufgebohrte Version scheint zu funktionieren,
// ich habe es allerdings nur mit angeschlossenen Servos 1-4 ausprobiert.

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>

// Servoausgänge 1-8
#define servoinit {DDRB |= (1<<PB7); PORTB &= ~(1<<PB7); DDRC |= 0b01110000; PORTC &= ~0b01110000;}
#define servo1on  PORTC |=  (1<<PC4)
#define servo1off PORTC &= ~(1<<PC4)
#define servo2on  PORTC |=  (1<<PC5)
#define servo2off PORTC &= ~(1<<PC5)
#define servo3on  PORTC |=  (1<<PC6)
#define servo3off PORTC &= ~(1<<PC6)
#define servo4on  PORTB |=  (1<<PB7)
#define servo4off PORTB &= ~(1<<PB7)

#define servo5on  PORTB |=  (1<<PB0) // Dummyservos 4-8 an SL6
#define servo5off PORTB &= ~(1<<PB0)
#define servo6on  PORTB |=  (1<<PB0)
#define servo6off PORTB &= ~(1<<PB0)
#define servo7on  PORTB |=  (1<<PB0)
#define servo7off PORTB &= ~(1<<PB0)
#define servo8on  PORTB |=  (1<<PB0)
#define servo8off PORTB &= ~(1<<PB0)

uint8_t servo1, servo2, servo3, servo4, servo5, servo6, servo7, servo8;

int main(void)
{
	servoinit; // Datenrichtung der Servopins einstellen

	//Timer2 Initialisierung
	// für 8MHz Takt:
	TCCR2 = (0 << WGM21) | (0 << COM20) | (1 << CS22); // Normal Mode, prescaler /64
	// für 16MHz Takt:
	//TCCR2 = (0 << WGM21) | (0 << COM20) | (1 << CS22) | (1 << CS20); // /128
	TIMSK |= (1 << TOIE2); // Timer2 Overflow-Interrupt erlauben -> Servos an
   //TIMSK &= ~(1 << TOIE2); // Timer2 Overflow-Interrupt verbieten -> Servos aus
	sei();
	
	servo1=125; // Mittelposition, Drehbereich ist von 0-255!
	servo2=125;
	servo3=125;
	servo4=125;
	servo5=125;
	servo6=125;
	servo7=125;
	servo8=125;

	while(1) // Hauptschleife
	{
	}
	return(0);
}
ISR (TIMER2_OVF_vect)
{
	static uint8_t servo_nr=0, grundimpuls=0; // Gestartet wird am Ende der Pause
	static uint16_t impulspause;
	if(servo_nr)
	{
	// Endweder wird hier der Grundimpuls erzeugt (Länge 56 Einheiten)
		if(grundimpuls++ & 1) { TCNT2=200; impulspause-=256-200; } else
	// Oder der zur Servoposition gehörende Impuls (0-255, 0 ist der längste Impuls!)
		{
	   	if(servo_nr==1) {TCNT2=servo1; servo1on; impulspause-=servo1;}
	   	if(servo_nr==2) {TCNT2=servo2; servo1off; servo2on; impulspause-=servo2;}
	   	if(servo_nr==3) {TCNT2=servo3; servo2off; servo3on; impulspause-=servo3;}
	   	if(servo_nr==4) {TCNT2=servo4; servo3off; servo4on; impulspause-=servo4;}

	   	if(servo_nr==5) {TCNT2=servo5; servo4off; servo5on; impulspause-=servo5;}
	   	if(servo_nr==6) {TCNT2=servo6; servo5off; servo6on; impulspause-=servo6;}
	   	if(servo_nr==7) {TCNT2=servo7; servo6off; servo7on; impulspause-=servo7;}
	   	if(servo_nr==8) {TCNT2=servo8; servo7off; servo8on; impulspause-=servo8;}
	   	if(servo_nr==9) {servo8off; servo_nr=0;}
	   	if(servo_nr) servo_nr++;
		}
	}
	else
// Anschliessend wird die Impulspause erzeugt. Sie ergibt sich aus der Startlänge-
// der Summe der einzelnen Impulslängen. Bei acht Servos errechnet sich der
// kleinste benötigte Startwert für Impulspause etwa so:
	
// 8*56 + 8*256 = 2496  (Summe der Grundimpulse + Summe der Positionsimpulse)
	{
	   if(impulspause>256) impulspause-=256; // Gesamtpause in 256er-Schritten
			else {TCNT2=-impulspause; servo_nr++; impulspause=3000;} // die Restpause
	}
}

Trotz allen Tricks scheitert man irgendwann an den 20ms der Impulswiederholung. Ein Ansatz sind zwei parallele Threads mit dem Timer1 und der Impulslängenerzeugung mit MatchCompare A und B:

Code:

// 18 Servos ansteuern mit 8MHz-Mega32 und 16-Bit Timer1          24.3.2009 mic

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <stdlib.h>

#define systemtakt 1 // 1 bei 8MHz, 2 bei 16MHz-Prozessortakt
#define grundimpuls 47  // grundimpuls + 125 sollte Servomitte sein

// Servoausgänge A 1-9
#define servoainit {DDRB |= (1<<PB7); PORTB &= ~(1<<PB7);}
#define servoa1on  PORTB |=  (1<<PB7)
#define servoa1off PORTB &= ~(1<<PB7)
#define servoa2on  PORTB |=  (1<<PB0)
#define servoa2off PORTB &= ~(1<<PB0)
#define servoa3on  PORTB |=  (1<<PB0)
#define servoa3off PORTB &= ~(1<<PB0)
#define servoa4on  PORTB |=  (1<<PB0)
#define servoa4off PORTB &= ~(1<<PB0)

#define servoa5on  PORTB |=  (1<<PB0) // Dummyservoas 4-9 an SL6
#define servoa5off PORTB &= ~(1<<PB0)
#define servoa6on  PORTB |=  (1<<PB0)
#define servoa6off PORTB &= ~(1<<PB0)
#define servoa7on  PORTB |=  (1<<PB0)
#define servoa7off PORTB &= ~(1<<PB0)
#define servoa8on  PORTB |=  (1<<PB0)
#define servoa8off PORTB &= ~(1<<PB0)
#define servoa9on  PORTB |=  (1<<PB0)
#define servoa9off PORTB &= ~(1<<PB0)

// Servoausgänge B 1-9
#define servobinit {DDRC |= 0b01110000; PORTC &= ~0b01110000;}
#define servob1on  PORTC |=  (1<<PC4)
#define servob1off PORTC &= ~(1<<PC4)
#define servob2on  PORTC |=  (1<<PC5)
#define servob2off PORTC &= ~(1<<PC5)
#define servob3on  PORTC |=  (1<<PC6)
#define servob3off PORTC &= ~(1<<PC6)
#define servob4on  PORTB |=  (1<<PB0)
#define servob4off PORTB &= ~(1<<PB0)

#define servob5on  PORTB |=  (1<<PB0) // Dummyservobs 4-9 an SL6
#define servob5off PORTB &= ~(1<<PB0)
#define servob6on  PORTB |=  (1<<PB0)
#define servob6off PORTB &= ~(1<<PB0)
#define servob7on  PORTB |=  (1<<PB0)
#define servob7off PORTB &= ~(1<<PB0)
#define servob8on  PORTB |=  (1<<PB0)
#define servob8off PORTB &= ~(1<<PB0)
#define servob9on  PORTB |=  (1<<PB0)
#define servob9off PORTB &= ~(1<<PB0)

volatile uint8_t p; // 20ms-Timer
uint16_t servoa1, servoa2, servoa3, servoa4, servoa5, servoa6, servoa7, servoa8, servoa9;
uint16_t servob1, servob2, servob3, servob4, servob5, servob6, servob7, servob8, servob9;

/************************* Ausgabe an Terminal ********************************/
void writeChar(char ch) {while (!(UCSRA & (1<<UDRE))); UDR = (uint8_t)ch;}
void writeString(char *string) {while(*string) writeChar(*string++);}
void writeInteger(int16_t number, uint8_t base)
	{char buffer[17]; itoa(number, &buffer[0], base); writeString(&buffer[0]);}
/******************************************************************************/

int main(void)
{
	/************************ UART-Setup für RP6 *******************************/
	#define BAUD_LOW		38400  //Low speed - 38.4 kBaud
	#define UBRR_BAUD_LOW	((F_CPU/(16*BAUD_LOW))-1)

	UBRRH = UBRR_BAUD_LOW >> 8;	// Baudrate is Low Speed
	UBRRL = (uint8_t) UBRR_BAUD_LOW;
	UCSRA = 0x00;
   UCSRC = (1<<URSEL)|(1<<UCSZ1)|(1<<UCSZ0);
   UCSRB = (1 << TXEN) | (1 << RXEN) | (1 << RXCIE);
	/***************************************************************************/

	servoa1=125; // Drehbereich ist ca. 10-245!
	servoa2=125;
	servoa3=125;
	servoa4=125;
	servoa5=125;
	servoa6=125;
	servoa7=125;
	servoa8=125;
	servoa9=125;
	servob1=125;
	servob2=125;
	servob3=125;
	servob4=125;
	servob5=125;
	servob6=125;
	servob7=125;
	servob8=125;
	servob9=125;
	//servoa1=servoa2=servoa3=servoa4=servoa5=servoa6=servoa7=servoa8=servoa9=60; // Test
	//servob1=servob2=servob3=servob4=servob5=servob6=servob7=servob8=servob9=60; // Test

	servoainit; // Datenrichtung der Servopins A einstellen
	servobinit; // Datenrichtung der Servopins B einstellen

	//Timer1 Initialisierung
	TCCR1A = 0;
	TCCR1B = (0<<CS12) | (1<<CS11) | (1<<CS10); // Prescaler /64
	TCCR1B|= (1<<WGM12); // CTC-Mode
	OCR1A=100; // 100*64 Takte bis zum ersten Interrupt
	OCR1B=100;
	TIMSK |= (1 << OCIE1A);
	TIMSK |= (1 << OCIE1B);

	sei(); // ... und los!

	while(1) // Hauptschleife
	{
	   writeChar('*');
	   writeChar('\n');
		servoa1=115;
		servob1=115;
	   p=50; while(p); 	// Das sollte ungefähr 50*20ms=1 Sekunde verzögern
	   servoa1=135;
	   servob1=135;
	   p=50; while(p);
	}
	return(0);
}
ISR (TIMER1_COMPA_vect)
{
	uint16_t temp=grundimpuls;
	static uint8_t servob_nr=1;
	static uint16_t impulspause=3000;

  	if(servob_nr==1) {temp+=servob1; servob1on;}
  	if(servob_nr==2) {temp+=servob2; servob1off; servob2on;}
  	if(servob_nr==3) {temp+=servob3; servob2off; servob3on;}
  	if(servob_nr==4) {temp+=servob4; servob3off; servob4on;}
  	if(servob_nr==5) {temp+=servob5; servob4off; servob5on;}
  	if(servob_nr==6) {temp+=servob6; servob5off; servob6on;}
  	if(servob_nr==7) {temp+=servob7; servob6off; servob7on;}
  	if(servob_nr==8) {temp+=servob8; servob7off; servob8on;}
  	if(servob_nr==9) {temp+=servob9; servob8off; servob9on;}
  	if(servob_nr >9) {temp =impulspause; servob9off; servob_nr=0;}

	OCR1A=temp*systemtakt;

  	if(servob_nr) impulspause-=temp; else impulspause=3000;
	servob_nr++;
}

ISR (TIMER1_COMPB_vect)
{
	uint16_t temp=grundimpuls;
	static uint8_t servoa_nr=1;
	static uint16_t impulspause=3000;

	switch(servoa_nr)
	{
		case 1: temp+=servoa1; servoa1on; if(p) p--; break;
  		case 2: temp+=servoa2; servoa1off; servoa2on; break;
  		case 3: temp+=servoa3; servoa2off; servoa3on; break;
  		case 4: temp+=servoa4; servoa3off; servoa4on; break;
		case 5: temp+=servoa5; servoa4off; servoa5on; break;
  		case 6: temp+=servoa6; servoa5off; servoa6on; break;
  		case 7: temp+=servoa7; servoa6off; servoa7on; break;
  		case 8: temp+=servoa8; servoa7off; servoa8on; break;
  		case 9: temp+=servoa9; servoa8off; servoa9on; break;
  		default:temp =impulspause; servoa9off; servoa_nr=0; break;
	}
	OCR1B=temp*systemtakt;

	if(servoa_nr) impulspause-=temp; else impulspause=3000;
	servoa_nr++;
}

Leider hat das nie richtig funktioniert. Da ich bisher nur acht Servos gleichzeitig ansteuern mußte, habe ich das nicht weiterentwickelt. Vielleicht sollte ich das mit meinem jetztigen Kentnissstand nochmals angreifen.

Hier noch klassisch acht Servos am asuro (Ausführungszeit der ISR habe ich nicht gemessen):
https://www.roboternetz.de/community...-walking-asuro

Und zum Abschluß mein aktueller Code für acht Servos am 16MHz-Mega16 meines Deltawalkerprojekts:

Code:

// Servoansteuerung mit 16Bit-Timer1 (mit arexx cat16)             mic 18.1.2011

// Die 8 Servos werden an Port C und D angeschlossen:
// Servo0 - PC0
// Servo1 - PC1
// Servo2 - PD2
// Servo3 - PD3
// Servo4 - PD4
// Servo5 - PD5
// Servo6 - PD6
// Servo7 - PD7

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <inttypes.h>

#define green	0x10
#define red		0x20
#define yellow 0x30

volatile uint8_t count_20ms;
volatile uint16_t servo[9] ={1700, 1700, 1700, 1700, 1700, 1700, 1111, 1111, 40000}; // Servopositionen
uint16_t temp;

void sleep(uint8_t pause);                    // 1/50 Sekunde blockierende Pause
void leds(uint8_t mask);

int main(void)
{
	cli();

	// für 16MHz-ATMega16
	TCCR1A = (0<<WGM11)|(0<<WGM10);       		// CTC (Mode 4)
	TCCR1B = (0<<WGM13)|(1<<WGM12);

	TCCR1B |= (0<<CS12)|(1<<CS11)|(0<<CS10);	// prescaler /8

	TIMSK = (1<<OCIE1A);                      // MatchCompare-Interrupt erlauben

	//InitSPI
	SPCR = ( (0<<SPE)|(1<<MSTR) | (1<<SPR1) |(1<<SPR0)); // Disable SPI, Master, set clock rate fck/128

	DDRB = 0b10110011;                        // SCK, MoSi, SS (!)
	DDRC = 0b11111100;                        // und Servoausgänge setzen
	DDRD = 0b01000000;                        // PD6 ist STRB fürs 4094

	sei();
	leds(green);
	sleep(100);
	
	while(1)                                  // Demo
	{
		leds(red);
		cli();
		servo[0]=2500;
		servo[1]=servo[2]=1600;
		sei();
		sleep(50);

		leds(yellow);
		cli();
		servo[0]=servo[1]=servo[2]=1700;
		sei();
		sleep(50);
	}
	return(0);
}

ISR(TIMER1_COMPA_vect)
{
	static uint8_t nr=8;                      // Nummer des aktuellen Servos

	PORTB &= ~0b00000011;                     // alle Servoimpulse low
	PORTC &= ~0b11111100;

	if(nr < 8)                                // Impuls für Servo oder Pause? (8 Servos)
	{
		if(nr<2) PORTB |= (1<<nr);             // Impulsleitung des aktuellen Servos
			else PORTC |= (1<<nr);              // auf High setzen und
		OCR1A = servo[nr];                     // Impulslänge in OCR1A laden
		servo[8] -= servo[nr];                 // Impulslänge von der Pause abziehen
		nr++;                                  // nächstes Servo
	}
	else
	{
		OCR1A = servo[8];                      // servo[8] ist die Impulspause
		servo[8] = 40000;                      // Startwert 20ms laden
		nr = 0;             							// beim nächsten ISR-Aufruf Impuls
															// für Servo 0 erzeugen
		if(count_20ms) count_20ms--;           // blockierende Pause aktiv?
	}
}
void sleep(uint8_t pause)                    // 1/50 Sekunde blockierende Pause
{
   count_20ms=pause+1;
   while(count_20ms);
}
void leds(uint8_t mask)
{
	SPCR = ( (1<<SPE)|(1<<MSTR) | (1<<SPR1) |(1<<SPR0));
	SPDR = mask;
	while(!(SPSR & (1<<SPIF))); // Wait for transmission complete!
	SPCR = ( (0<<SPE)|(1<<MSTR) | (1<<SPR1) |(1<<SPR0));
	PORTD |= (1<<6); 	// STRB high
	PORTD &= ~(1<<6);	// STRB low
}

http://www.youtube.com/watch?v=sBgtgO6mCnY

Such dir was aus. :)

Das Thema ist so gewaltig, das kann man nicht einfach beantworten.

Gruß

mic

**Besserwessi** · 23.08.2011, 20:55

Die Servo Pulse nacheinander zu erzeugen hat vor allem den Vorteil, das man gar keinen Interrupt in kurzem Abstand braucht, sonder einfach den Timer so einstellt, das der nächste Interrupts kommt, wenn der aktuelle Puls zu Ende ist, und mit dem nächsten Puls begonnen werden kann. Die Auflösung wird dann nur noch vom Timer und der Interrupts Latenz bestimmt. Man kommt so auch auf unter 1 µs Auflösung, wenn man es will.

**SprinterSB** · 23.08.2011, 21:21

Zitat von radbruch

[...viel Code...]

*Bei der letzten Version fällt Code wie 1 << nr in der ISR unangenehm auf, da dieser Ausdruck in einer Schleife zur Laufzeit berechnet werden muss. Weil C vorschreibt, daß die Operation auf int-Ebene auszuführen ist, wird's besonders übel.

*Leider ist dem nicht so einfach beizukommen; in avr-gcc 4.7 gibt's eine Optimierung die das Problem abmildert, aber eine Schleife bleibt's immer noch.

Falls Ausführungsbeschwindigkeit oberste Priorität hat — was in einer ISR nicht unwahrscheinlich ist — und man keine Angst davor hat, den Code mit inline-Assembler zu verunstalten, geht 1 << nr auch ohne Schleife und in 7 Ticks:

Code:

// Berechnet 1 << nr
static inline unsigned char
pow2_n (unsigned char nr)
{
** *unsigned char val;
** *
** *asm ("ldi *%0, 1" *"\n\t"
** * * * "sbrc %1, 1" *"\n\t"
** * * * "ldi *%0, 4" *"\n\t"
** * * * "sbrc %1, 0" *"\n\t"
** * * * "lsl *%0" * * "\n\t"
** * * * "sbrc %1, 2" *"\n\t"
** * * * "swap %0"
** * * * : "=&d" (val)
** * * * : "r" (nr));

** *return val;
}

**SprinterSB** · 23.08.2011, 21:24

Was soll denn dieser Schrott mir den Sternchen???
Die Foren-Software ist ja voll malle...

Also nochmal das ganze:

Code:

// Berechnet 1 << nr
static inline unsigned char
pow2_n (unsigned char nr)
{
** *unsigned char val;
** *
** *asm ("ldi *%0, 1" *"\n\t"
** * * * "sbrc %1, 1" *"\n\t"
** * * * "ldi *%0, 4" *"\n\t"
** * * * "sbrc %1, 0" *"\n\t"
** * * * "lsl *%0" * * "\n\t"
** * * * "sbrc %1, 2" *"\n\t"
** * * * "swap %0"
** * * * : "=&d" (val)
** * * * : "r" (nr));

** *return val;
}

**SprinterSB** · 23.08.2011, 21:33

Hier also ohne die blöden code-Tags:
// Berechnet 1 << nr
static inline unsigned char
pow2_n (unsigned char nr)
{
unsigned char val;

asm ("ldi %0, 1" "\n\t"
"sbrc %1, 1" "\n\t"
"ldi %0, 4" "\n\t"
"sbrc %1, 0" "\n\t"
"lsl %0" "\n\t"
"sbrc %1, 2" "\n\t"
"swap %0"
: "=&d" (val)
: "r" (nr));

return val;
}

**Felix G** · 23.08.2011, 21:59

Wenn man eh schon Assembler einsetzt kann man das:

"PORTx |= 1 << nr"

auch gleich dadurch ersetzen:

"sbi PORTx, nr"

edit:
ah sorry das geht so nicht, ich war in Gedanken noch bei der ersten Variante (da sind sbi bzw. cbi genau das was der Compiler erzeugen sollte). Wenn nr nicht konstant ist, kann man diesen Befehl natürlich nicht einsetzen.