250µs-Timer für Arduino Due

[HaWe]

heißt das etwa, es gibt keine fertigen Sketch-Beispielcodes für Due-Timer ???

[Mxt]

Was ist mit der Lib, die Google gleich als erstes findet ?
https://github.com/ivanseidel/DueTimer

Wenn man mal in die DueTimer.cpp schaut, sieht man, dass sich das ganze doch etwas vom AVR unterscheidet.
Die Registerzugriffe scheinen aber auch beim Due schon durch Funktionen gekapselt zu sein. Was da an Libraries
in Arduino 1.5.x alles steckt, scheint aber nirgends richtig dokumentiert zu sein.

[HaWe]

ah - jetzt verstehe ich...
es ist ganz anders als die AVR-Variante. ich hatte nicht an so eine komplette lib gedacht.
Das Programm sieht ja ausgesprochen simpel aus, viel einfacher als das oben für den AVR:

#include <DueTimer.h>

int myLed = 13;

bool ledOn = false;

void myHandler(){
	ledOn = !ledOn;

	digitalWrite(myLed, ledOn); // Led on, off, on, off...
}

void setup(){
	pinMode(myLed, OUTPUT);

	Timer3.attachInterrupt(myHandler);
	Timer3.start(500000); // Calls every 500ms
}

void loop(){

	while(1){
		// I'm stuck in here! help me...
	}
	
}

Hier wird dann ja wohl Timer 3 verwendet, bei mir oben war es glaube ich Timer 1 und alle 250µs, dann also
Timer1.attachInterrupt(myHandler);
Timer1.start(250); // Calls every 250µs

in myHandler dann meine ISR arrays

volatile long   motenc[MAXMOTORS]    = {0, 0, 0, 0, 0, 0},
                oldenc[MAXMOTORS]    = {0, 0, 0, 0, 0, 0};
int8_t schrittTab[16] = {0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, -1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, -1, 0};

volatile int8_t ISRab[MAXMOTORS]     = {0, 0, 0, 0, 0, 0};

void myHandler() {  // read encoder values

  ISRab [ 0] <<= 2;
  ISRab [ 0] &= B00001100;
  ISRab [ 0] |= (digitalRead(pinenc0A) << 1) | digitalRead(pinenc0B);
  motenc[ 0] += schrittTab[ISRab[0]];           //

  ISRab [ 1] <<= 2;
  ISRab [ 1] &= B00001100;
  ISRab [ 1] |= (digitalRead(pinenc1A) << 1) | digitalRead(pinenc1B);
  motenc[ 1] += schrittTab[ISRab[1]];           //

  ISRab [ 2] <<= 2;
  ISRab [ 2] &= B00001100;
  ISRab [ 2] |= (digitalRead(pinenc2A) << 1) | digitalRead(pinenc2B);
  motenc[ 2] += schrittTab[ISRab[2]];           //

  ISRab [ 3] <<= 2;
  ISRab [ 3] &= B00001100;
  ISRab [ 3] |= (digitalRead(pinenc3A) << 1) | digitalRead(pinenc3B);
  motenc[ 3] += schrittTab[ISRab[3]];           //

  ISRab [ 4] <<= 2;
  ISRab [ 4] &= B00001100;
  ISRab [ 4] |= (digitalRead(pinenc4A) << 1) | digitalRead(pinenc4B);
  motenc[ 4] += schrittTab[ISRab[4]];           //

  ISRab [ 5] <<= 2;
  ISRab [ 5] &= B00001100;
  ISRab [ 5] |= (digitalRead(pinenc5A) << 1) | digitalRead(pinenc5B);
  motenc[ 5] += schrittTab[ISRab[5]];           //

}

- müsste dann doch so funktionieren...? Werde ich gleich am Wochenende austesten!

Ein ganz herzliches Dankeschön! 8-)

[Mxt]

Ein Problem bei deinem Code dürfte das digitalRead() sein. Das ist bei Arduinos als ziemlich langsam verrufen.

Bei mbed gibt es da die Möglichkeit mit PortIn alle 32 Pins eines Ports auf einmal zu lesen, das wäre für die Abfrage mehrerer Encoder sicher viel besser.

Eventuell gibt es in den Untiefen der Arduino Software dafür auch Funktionen ...

[Sisor]

Das SFR GPIOx_ODR (data output register) hat laut Manual 32Bit, von denen aber die oberen 16 unbenutzt sind. D.h. man kann (und sollte) ein 16Bit Port (z.B. PortA_L + PortA_H) direkt in einem Zug auslesen, statt mehrere einzelne nacheinander.

[HaWe]

danke für die Tipps, falls mein Code nicht funktioniert, werde ich dran denken!
digitalRead hat allerdings bisher beim Mega mit Sketch perfekt funktioniert, und selbst da war noch Luft drin (theoretisch reichen bei 100° pro 100ms sogar 500-1000µs IRQ Takt).

[HaWe]

es scheint zu stimmen, ich habe es gegen den Mega getestet:
Beim mega mit dem ursprünglichen Code immer alle Encoder ok in Echtzeit, volle Umdrehungen aller Motoren werden immer als 360° angezeigt,
beim Due mit dem angepassten Code werden aber etliche Werte verschluckt, meist wird pro volle Umdrehung irgendwas zwischen 180 und 360° angezeigt.

Relativ gut war immer der erste Motor, alle anderen deutlich schlechter.

Selbst nach Timer-Intervall von 250 auf 100µs kaum eine Verbesserung.
Umpolen und Vertauschen der Motoren brachte keine Änderung: der erste in der Reihe war immer der beste, der Rest sehr schlecht.


Wie kann ich das jetzt mit den 32 bit probieren, um das zu verbessern? Wo muss da was geändert werden?

Der Vollständigkeit halber: hier ist der komplette Code für 6 Motoren:

/************************************************************
* Programm zur Auswertung eines händisch betriebenen
* Drehencoders (Quadraturencoder) mit dem Arduino Due
* per Due-Timer mit einer Abfragefrequenz von rd. 4-10kHz
* Entlehnt an http ://www.meinDUINO.de  
************************************************************/
#include <DueTimer.h>

char sbuf[100];

#define MAXMOTORS           6 // maximum number of encoder motors supported by Arduino Uno == 2 // Mega == 8



// motor 0
#define pinenc0A   22  // enc0A yellow
#define pinenc0B   23  // enc0B blue
#define pinmot0d1  24  // dir0-1   <<
#define pinmot0d2  25  // dir0-2
#define pinmot0pwm  8 // pwm enable0  <<  %timer  

// motor 1
#define pinenc1A   26  // enc1A yellow
#define pinenc1B   27  // enc1B blue
#define pinmot1d1  28  // dir1-1   <<
#define pinmot1d2  29  // dir1-2
#define pinmot1pwm  9 // pwm enable1  <<  %timer  


// motor 2
#define pinenc2A   30  // enc2A yellow
#define pinenc2B   31  // enc2B blue
#define pinmot2d1  32  // dir2-1   <<
#define pinmot2d2  33  // dir2-2
#define pinmot2pwm 10 // pwm enable2  <<  %timer  

// motor 3
#define pinenc3A   34  // enc3A yellow
#define pinenc3B   35  // enc3B blue
#define pinmot3d1  36  // dir3-1   <<
#define pinmot3d2  37  // dir3-2
#define pinmot3pwm 11 // pwm enable3  <<  %timer  

// motor 4
#define pinenc4A   38  // enc4A yellow
#define pinenc4B   39  // enc4B blue
#define pinmot4d1  40  // dir4-1   <<
#define pinmot4d2  41  // dir4-2
#define pinmot4pwm 12 // pwm enable4  <<  %timer  

// motor 5
#define pinenc5A   42  // enc5A yellow
#define pinenc5B   43  // enc5B blue
#define pinmot5d1  44  // dir5-1   <<
#define pinmot5d2  45  // dir5-2
#define pinmot5pwm 13 // pwm enable5  <<  %timer  



volatile long   motenc[MAXMOTORS]    = {0, 0, 0, 0, 0, 0},
                oldenc[MAXMOTORS]    = {0, 0, 0, 0, 0, 0};
                
byte pinmotdir[MAXMOTORS][ 2] = { 
  {pinmot0d1, pinmot0d2},   // motor direction pin array
  {pinmot1d1, pinmot1d2},
  {pinmot2d1, pinmot2d2},
  {pinmot3d1, pinmot3d2},
  {pinmot4d1, pinmot4d2},
  {pinmot5d1, pinmot5d2},
};

int  pinmotpwm[MAXMOTORS] =      {pinmot0pwm, pinmot1pwm, pinmot2pwm,  // motor pwm pin array
                                  pinmot3pwm, pinmot4pwm, pinmot5pwm,
                                 };

volatile int8_t ISRab[MAXMOTORS]     = {0, 0, 0, 0, 0, 0};

// 1/2 Auflösung
int8_t schrittTab[16] = {0, 0,0,0,1,0,0,-1, 0,0,0,1,0,0,-1,0}; 


                                
                                 
/*************************************************************
* Interrupt Handler Routine
*************************************************************/

void myHandler() {
  
  ISRab [ 0] <<= 2;
  ISRab [ 0] &= B00001100;
  ISRab [ 0] |= (digitalRead(pinenc0A) << 1) | digitalRead(pinenc0B);
  motenc[ 0] += schrittTab[ISRab[0]];           //

  ISRab [ 1] <<= 2;
  ISRab [ 1] &= B00001100;
  ISRab [ 1] |= (digitalRead(pinenc1A) << 1) | digitalRead(pinenc1B);
  motenc[ 1] += schrittTab[ISRab[1]];           //

  ISRab [ 2] <<= 2;
  ISRab [ 2] &= B00001100;
  ISRab [ 2] |= (digitalRead(pinenc2A) << 1) | digitalRead(pinenc2B);
  motenc[ 2] += schrittTab[ISRab[2]];           //

  ISRab [ 3] <<= 2;
  ISRab [ 3] &= B00001100;
  ISRab [ 3] |= (digitalRead(pinenc3A) << 1) | digitalRead(pinenc3B);
  motenc[ 3] += schrittTab[ISRab[3]];           //

  ISRab [ 4] <<= 2;
  ISRab [ 4] &= B00001100;
  ISRab [ 4] |= (digitalRead(pinenc4A) << 1) | digitalRead(pinenc4B);
  motenc[ 4] += schrittTab[ISRab[4]];           //

  ISRab [ 5] <<= 2;
  ISRab [ 5] &= B00001100;
  ISRab [ 5] |= (digitalRead(pinenc5A) << 1) | digitalRead(pinenc5B);
  motenc[ 5] += schrittTab[ISRab[5]];           //

  
}


void setup() {
  // motor pin settings
  // setup for L293D motor driver

  // motor 0
     pinMode(pinenc0A, INPUT_PULLUP);  // enc0A    yellow 
     pinMode(pinenc0B, INPUT_PULLUP);  // enc0B    blue
     pinMode(pinmot0d1, OUTPUT);        // dir0-1   
     pinMode(pinmot0d2, OUTPUT);        // dir0-2   
     pinMode(pinmot0pwm ,OUTPUT);       // enable0  
       
     // motor 1
     pinMode(pinenc1A, INPUT_PULLUP);  // enc1A    yellow
     pinMode(pinenc1B, INPUT_PULLUP);  // enc1B    blue
     pinMode(pinmot1d1, OUTPUT);        // dir1-1   
     pinMode(pinmot1d2, OUTPUT);        // dir1-2  
     pinMode(pinmot1pwm, OUTPUT);       // enable1 
       
     // motor 2
     pinMode(pinenc2A, INPUT_PULLUP);  // enc2A    yellow
     pinMode(pinenc2B, INPUT_PULLUP);  // enc2B    blue
     pinMode(pinmot2d1, OUTPUT);        // dir2-1  
     pinMode(pinmot2d2, OUTPUT);        // dir2-2   
     pinMode(pinmot2pwm, OUTPUT);       // enable2  
       
     // motor 3
     pinMode(pinenc3A, INPUT_PULLUP);  // enc3A     yellow
     pinMode(pinenc3B, INPUT_PULLUP);  // enc3B     blue
     pinMode(pinmot3d1, OUTPUT);        // dir3-1   
     pinMode(pinmot3d2, OUTPUT);        // dir3-2  
     pinMode(pinmot3pwm, OUTPUT);       // enable3  
       
     // motor 4
     pinMode(pinenc4A, INPUT_PULLUP);  // enc4A     yellow
     pinMode(pinenc4B, INPUT_PULLUP);  // enc4B     blue
     pinMode(pinmot4d1, OUTPUT);        // dir4-1   
     pinMode(pinmot4d2, OUTPUT);        // dir4-2  
     pinMode(pinmot4pwm, OUTPUT);       // enable4  
       
     // motor 5
     pinMode(pinenc5A, INPUT_PULLUP);  // encA5     yellow
     pinMode(pinenc5B, INPUT_PULLUP);  // encB5     blue
     pinMode(pinmot5d1, OUTPUT);        // dir5-1   
     pinMode(pinmot5d2, OUTPUT);        // dir5-2   
     pinMode(pinmot5pwm, OUTPUT);       // enable5 
       

  
  Timer1.attachInterrupt(myHandler);
  Timer1.start(100); // Calls every ...µs

  Serial.begin(9600);
}


void loop() {
 
  while(true) {
    sprintf(sbuf, " 0=%5d, 1=%5d, 2=%5d, 3=%5d, 4=%5d, 5=%5d",
             motenc[ 0],motenc[ 1], motenc[ 2], motenc[ 3], motenc[ 4], motenc[ 5]);
    Serial.println(sbuf);
    delay(100);
  }
}

[HaWe]

bzw,
gibt es noch eine völlig andere, insgesamt viel effizientere Methode fürs Encoder-lesen anstelle der obigen nach

ISRab [ 0] <<= 2;
ISRab [ 0] &= B00001100;
ISRab [ 0] |= (digitalRead(pinenc0A) << 1) | digitalRead(pinenc0B);
motenc[ 0] += schrittTab[ISRab[0]];

[Sisor]

Hi HaWe,

ich hab gerade mal etwas in den Tiefen des Arduino-Systems gegraben.

In folgender Datei sind die Pins definiert:
C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\arduino\sam\variants\arduin o_due_x.cpp

Die Pins des Arduino-Due sind ganz anders strukturiert als die Pins der Ports. Ein ganzen Port als Wort auszulesen (statt einzelner Pins) macht imho keinen Sinn, weil dann die Verkabelung und der Code sehr unübersichtlich würden. Daher würde ich dir dazu raten, den Code so zu lassen.

[HaWe]

hi,
danke für den Post!
habe jetzt noch mal alles auseinandergenommen und neu zusammengesteckt - möglicherweise war in den Verbindungsteckern zur Spannungsversorgung ein Wackelkontakt.
Es lief dann anschließend schon deutlich besser.
Dann habe ich den 100µs- Timer wieder in einen 250er und sogar in einen 500er Takt gebracht - läuft jetzt offenbar doch fehlerfrei mit dem Due-Timer, zumindest bei Handantrieb.

Ich werde dann sicher nochmal unter Motorantrieb und schneller PID-Steuerung testen müssen, aber ich bin eigentlich optimistisch.
Danke an alle für die netten Tipps! 8-)