Tacho-Signal Erfassung

[Bumbum]

Ich konnte es nicht abwarten und habe es gleich probiert. Leider ohne Erfolg. Es muss noch ein Fehler drin sein. Ich poste deshalb mal etwas mehr von meinem Code, vielleicht ist es ja noch eine Kleinigkeit:

#define AVRGCC 
#include <avr/io.h> 
#include <compiler.h>
#include <util/delay.h>
/** 
IOs:
PD2 (INT0)  Tacho Eingang
**/
 
volatile U32 TachoTime = 0;
volatile U16 TachoTimeCounterHigh = 0;
   U32 SpeedBuffer[SpeedBufferSize];
   U8  SpeedBufferPointer;
   U32 CurrentSpeed = 0;
 
int main(void)
{ 
 DDRB =  0b11111100; // Das LCD hängt an PB7...PB5
 PORTB = 0b00000000;
 DDRD =  0b00000000;
 PORTD = 0b01000100;
 LCD_Init ();
 
 
 // IRQ 0 für Tacho-Signal-Eingang:
 MCUCR = 0b00000001;
 GIMSK = 0b01000000;
 
 // Timer 1:  Takt für Tacho-Input-Counter:
 TCCR1B |= (1<<CS11);  // Prescaler auf 8:
 TIMSK |= (1<<TOIE1);  // IRQ für Overflow

/** 
 for (SpeedBufferPointer = 1; SpeedBufferPointer < SpeedBufferSize; SpeedBufferPointer++)
  SpeedBuffer[SpeedBufferPointer] = 0;
 SpeedBufferPointer = 1;
**/
 sei ();
 
 while (1)
 {
  // Geschwindigkeitsberechnung:
  // TachoTime:
  // 1 Sekunde entspricht  FCPU / Prescaler = 8000000 / 8 = 1000000 entspricht 1µs Auflösung
  // schnellste Geschwindigkeit: 100km/h entspricht 2,988ms Mindest-Auflösung
  // 1 km/h entspricht 298,8 ms (ganze Periode): bzw Zeit zwischen Flankenwechsel: 149,4 ms
  // --> Geschwindigkeit = 149400 µs / Flankenzeit
  // --> Geschwindigkeit in Zehntel-km/h = 1494000 µs / Flankenzeit
  
  // langsamste Geschwindigkeit: 0,1 km/h entspricht 14940000 µS
  if ((TachoTime > 0) && (TachoTime < 15000000))
   CurrentSpeed =  1494000 / TachoTime;
  else
   CurrentSpeed = 0;
  /**
  SpeedBuffer[SpeedBufferPointer] =  CurrentSpeed;
   
  if (SpeedBufferPointer < SpeedBufferSize)
   SpeedBufferPointer++;
  else
   SpeedBufferPointer = 1;
  
  CurrentSpeed = 0;
  U8 i1;
  for (i1 = 1; i1 < SpeedBufferSize; i1++)
   CurrentSpeed = CurrentSpeed + SpeedBuffer[i1];
  CurrentSpeed = CurrentSpeed / SpeedBufferSize;
  **/
  LCD_Cursor (1, 1);
  LCD_Zahl (CurrentSpeed);
 }
    return(0); 
}
 
// Tacho-Eingang Signalwechsel:
SIGNAL (INT0_vect)
{
 TachoTime = TachoTimeCounterHigh;
 TachoTime = TachoTime<<8;
 U8 tmp = TCNT1L;
 TachoTime = TachoTime + TCNT1H;
 TachoTime = TachoTime<<8;
 TachoTime = TachoTime + tmp;
 TCNT1L = 0;
 TCNT1H = 0;
 TachoTimeCounterHigh = 0;
}
 
// Tacho-Eingang-Zeitmessung:
SIGNAL (SIG_TIMER1_OVF)
{
 if (TachoTimeCounterHigh < 0xFFFF)
  TachoTimeCounterHigh++;
}

Das Tacho-Signal springt immer noch wild durcheinander. Selbst mit Glättung.

Hüüüülfe! Das sollte doch eigentlich ganz easy sein!

Viele Grüße
Andreas

[markusj]

Hallo Andreas,

Mal vorne angefangen. Arrays in C werden von 0 bis Größe-1 indiziert, du verwendest 1-Größe (und zerballerst damit 4 Bytes nach deinem Array, in denen andere Variablen liegen). Dann fehlt dir eine Synchronisation zwischen Hauptschleife und ISR. Volatile garantiert dir nicht, dass im Hauptprogramm TachoTime atomar ausgelesen wird!

Vorschläge:
1. Arrayzugriffe korrigieren
2. Die Neuberechnung der TachoTime kannst du ruhig auch in der Hauptschleife machen, wenn du den Code in der ISR halten möchtest, solltest du die Zwischenergebnisse in einer lokalen Variable halten und erst am Ende nach TachoTime schreiben. Grund: Volatile sagt dem Compiler, dass er IMMER aus der im SRAM liegenden Variable lesen bzw. JEDE Änderung direkt dorthin zurückschreiben muss. Es würde also jede deiner Zuweisungen einmal in den SRAM geschrieben, obwohl es wesentlich effektiver wäre, die Zwischenergebnisse in den Registern zu nutzen.
3. Locking: Lies in der Hauptschleife TachoTime (oder die Rohdaten falls du die Berechnung aus der ISR rausnimmst) in lokale Puffervariablen und schalte während des Lesevorganges Interrupts aus. Um das zu vereinfachen gibt es in util/atomic.h den ATOMIC_BLOCK, es sollte aber auch reichen, den Kopiervorgang in die lokale Variable mit cli() bzw. sei() zu umgeben.

mfG
Markus

EDIT: Zu 1: Informatiker am Bahnhof - 0, 1, 2 ... wo ist mein dritter Koffer?

[sternst]

Außerdem wird das Zurücksetzen des Timers nicht richtig funktionieren, weil falsche Reihenfolge der Zugriffe. Warum überhaupt einzelne Zugriffe auf Low- und High-Byte? Warum nicht einfach:

  TachoTime = TachoTimeCounterHigh;
  TachoTime = TachoTime<<16;
  TachoTime = TachoTime + TCNT1;
  TCNT1 = 0;
  TachoTimeCounterHigh = 0;

Besser und genauer wäre es natürlich, das Input-Capturing des Timers zu benutzen.