Interrupt-Abfrage >>> Routine vereinfachen

**Holomino** · 02.08.2019, 06:45

Geht das jetzt nur um Tastenabfragen an den Inputs?
Dann würde ich NICHT den PortChange-Interrupt verwenden, sondern einen Timer im ms-Bereich. Der alleine bewerkstelligt schon die Entprellung.
Der Code gestaltet sich vielleicht mithilfe einer Loop etwas schöner, wobei ich auch gleich das Allgemeingültige vom Anwendungsspezifischen trennen würde:

Code:

uint8_t prevPINA;

void InitKeys()
{
    prevPINA = PINA;
}

ISR (TIM0_OVF_vect)
{
  uint8_t actPINA = PINA; //buffer actual state
  uint8_t chPINA = prevPINA ^ actPINA;   //get changes with XOR
  uint8_t setPINA = chPINA & actPINA;    // get new set pins
  uint8_t clPINA = chPINA & ~actPINA;    // get new cleared pins

  prevPINA = actPINA; //save actual PINA in prevPINA for next ISR call 
    
  for (uint8_t i = 0; i<8; i++)
  {
    if ((setPINA >>i) & 0x01)
      KeyDown(i);
 
    if ((clPINA >>i) & 0x01)
      KeyUp(i);
  }
}

InitKeys wird einmalig nach dem Controllerreset aufgerufen, die ISR wäre hier z.B. der TimerOverflow.

Das Applikationsspezifische:

Code:

#define KEY_ENTER 0
#define KEY_ESC 1
#define KEY_UP 6
#define KEY_DOWN 7

void KeyDown(uint8_t key)
{
  switch (key)
  {
    case KEY_ENTER:
        //TODO
        break;

    case KEY_ESC:
        //TODO
        break;


  }


}


void KeyUp(uint8_t key)
{
    //Das gleiche in grün
}

Ob man nun alle Pins mit Tasten belegt hat oder nur einige, ist dem allgemeinen Teil egal. Das wird erst durch die cases in den Switches entschieden.

(nicht kompiliert, daher ohne Gewähr! Aber mal so als Idee)

**Ceos** · 02.08.2019, 06:55

Als ich die Antwort geschreiben hatte hate ich wohl ein Brett vor dem Kopf, ich dachte du XORst in die gleiche Variable zurück und konnte mir irgendwie keinen Reim drauf machen wie das funktionieren sollte ^^

**frabe** · 02.08.2019, 09:14

Dankefür eure Ausführungen!

Zitat von Holomino

Geht das jetzt nur um Tastenabfragen an den Inputs?
Dann würde ich NICHT den PortChange-Interrupt verwenden, sondern einen Timer im ms-Bereich. Der alleine bewerkstelligt schon die Entprellung.

Wo siehst du den Vorteil gegenüber einem PortChange-Interrupt ?
Der Timer-I. würde alle ca.10ms aktiv werden, obwohl Sek, Min oder Std nichts passiert.

Zitat von Holomino

Code:

  uint8_t setPINA = chPINA & actPINA;    // get new set pins
  uint8_t clPINA = chPINA & ~actPINA;    // get new cleared pins

  prevPINA = actPINA; //save actual PINA in prevPINA for next ISR call

...warum dieser Aufwand?
In deinem chPINA stehen doch alle Pin-Änderungen. Danach müssten die entsprechenden Bits PA2-PA5 auf 1 ausgewertet werden. Habe ich hier irgend etwas übersehen?
Nach jeder chPINA-Auswertung kommt dann sofort eine erneute Aktualisierung+Speicherung in einer volatile-Variable.

Code:

prevPINA = PINA;

**Holomino** · 02.08.2019, 10:38

Zitat von frabe

Wo siehst du den Vorteil gegenüber einem PortChange-Interrupt ?
Der Timer-I. würde alle ca.10ms aktiv werden, obwohl Sek, Min oder Std nichts passiert.

Weil Tasten nun mal prellen.

Zitat von frabe

...warum dieser Aufwand?
In deinem chPINA stehen doch alle Pin-Änderungen. Danach müssten die entsprechenden Bits PA2-PA5 auf 1 ausgewertet werden. Habe ich hier irgend etwas übersehen?

Weil man bei Tasten auf Drücken und Loslassen üblicherweise unterschiedlich reagiert. Das chPINA zeigt beides an. Auch auf PCs findest Du genau diese vom Betriebssystem bereitgestellten Funktionen KeyDown()/KeyUp(). Warum also das Rad neu erfinden?

**frabe** · 02.08.2019, 15:39

Erst einmal vielen Dank für eure Mühe!

Folgenden Code finde ich sehr einfach und übersichtlich.
Bei "volatile uint8_t RegA_akt = PINA" hat der Compiler gemeckert, daher den Umweg über InitKeys().
Tastenentprellung ist noch nicht drin.

Code:

volatile uint8_t RegA_akt;						// übergeordnete Variable			

void InitKeys(void)
{
	RegA_akt = PINA;							// aktuelles Register A wird gespeichert
}

ISR (PCINT0_vect)								// Interrupt, aus Bank0, wird ausgelöst
{
	uint8_t Auswahl = 0;
	uint8_t RegA_neu = PINA;
	uint8_t RegA_diff = RegA_akt ^ RegA_neu;  // veränderte Bits werden mit 1 belegt

	if((RegA_diff & (1<<PINA4)) != 0)					// PA4 wurde verändert
	{
		if((RegA_neu & (1<<PINA4)) == 0)	Auswahl=40;	// PA4 ist low	
		if((RegA_neu & (1<<PINA4)) != 0)	Auswahl=41;	// PA4 ist high
	}

	if((RegA_diff & (1<<PINA5)) != 0)					// PA5 wurde verändert
	{
		if((RegA_neu & (1<<PINA5)) == 0)	Auswahl=50;	// PA5 ist low
		if((RegA_neu & (1<<PINA5)) != 0)	Auswahl=51;	// PA5 ist high
	}

	switch(Auswahl)
	{
		case 40:	LEDaus();	Auswahl=0;	InitKeys();	break;	// PA4 low
		case 41:	LEDein();	Auswahl=0;	InitKeys();	break;	// PA4 high
		case 50:	SUMaus();	Auswahl=0;	InitKeys();	break;	// PA5 low
		case 51:	SUMein();	Auswahl=0;	InitKeys();	break;	// PA4 high
	}
}

@Holomino, deine Tastenentprellung habe ich noch nicht in Gänze verstanden.

Wie kann man aus einem ISR, einen Wert zurück geben, außer eine erneute volatile-Variable zu verwenden?

Euch ein angenehmes Wochenende

**Holomino** · 02.08.2019, 16:31

Zitat von frabe

@Holomino, deine Tastenentprellung habe ich noch nicht in Gänze verstanden.

Gesetzt den Fall, Du schließt wirklich Taster an (DAS ist mir in Deiner Anwendung nicht ganz klar, Du schriebt, Du wolltest "erst einmal" Taster anschließen, ansonsten schriebst Du nur von "Kontakten"):

Die ATTinys setzen das Status-Flag des Port-Change beim Eintritt in die entsprechende ISR zurück. Sollte der Eingang danach noch im µs-Bereich "flimmern",
löst das schon während der laufenden ISR den nächsten Interrupt aus - nicht sofort, da beim Betreten einer ISR implizit das "global interrupt enabled"-Flag zurückgesetzt wird. Das gesetzte Statusflag wirkt aber sofort nach Verlassen der ISR (hier wird implizit auch wieder das "global interrupt enabled" gesetzt) und Dein Programm springt direkt wieder in die gleiche ISR. Das merkst Du z.B., wenn Du in Deiner ISR einen Zähler inkrementierst. Der springt dann mal zwei oder mehr Schritte pro Tastendruck, je nachdem, wie lange das Prellen dauert und wie schnell Dein ISR-Code abläuft.

Wenn Du im ms-Bereich über einen Timer einfach nur den Port abfragst, hast Du dieses Problem nicht. Das Abtasten der Pin-Zustände im zeitlichen Raster wirkt wie ein digitaler Tiefpass, der das Prellen oberhalb der halben Abtastfrequenz (siehe Nyquist- oder Shannon-Theorem) herausfiltert.

**021aet04** · 03.08.2019, 15:16

Wenn du mechanische Schaltkontakte nutzt (die Prellen) ist es besser wenn du einen Timer zum Auslesen verwendest.

Ich hätte noch eine Verbesserung des Codes. Du prüfst mit einer If auf "0" und mit einer If auf "1". Bei einer If-Abfrage gibt es aber auch noch "else", das wird immer angesprungen wenn das If-Ergebnis nicht "1" ist.
Ein Beispiel als Pseudocode:

Code:

if (PB3 == 1)
{
   Led = 1
}

if (PB3 != 1)
{
   Led = 0
}

ist das gleiche wie:

Code:

if (PB3 == 1)
{
   Led = 1
}
else
{
   Led = 0
}

das ist auch das gleiche:

Code:

if (PB3)
{
   Led = 1
}
else
{
   Led = 0
}

Das if wird immer ausgeführt wenn das Ergebnis wahr ist und das ist immer der Fall wenn es nicht 0 ist. Wenn du auf "0" abfragen willst musst du aber "if (Variable == 0)" schreiben. Bei der while Schleife ist es das gleiche, deswegen sind auch "while(1)" Schleifen endlos.

MfG Hannes

**frabe** · 06.08.2019, 09:14

Zitat von Holomino

löst das schon während der laufenden ISR den nächsten Interrupt aus - nicht sofort, da beim Betreten einer ISR implizit das "global interrupt enabled"-Flag zurückgesetzt wird. Das gesetzte Statusflag wirkt aber sofort nach Verlassen der ISR (hier wird implizit auch wieder das "global interrupt enabled" gesetzt) und Dein Programm springt direkt wieder in die gleiche ISR. Das merkst Du z.B., wenn Du in Deiner ISR einen Zähler inkrementierst. Der springt dann mal zwei oder mehr Schritte pro Tastendruck, je nachdem, wie lange das Prellen dauert und wie schnell Dein ISR-Code abläuft.

Interessanter Aspekt, da ich davon ausging, dass erst nach dem Verlassen der ISR der nächste Interrupt durchgelassen wird. Das "speichern" des Flag innerhalb eines ISR ist mir neu und macht einiges unübersichtlicher...
Daher wollte ich auch innerhalb des ISR die Tastenentpreller (später teils Tasten, Türkontakte, Bewegungsmelder, etc) einsetzen. Nach deiner Beschreibung, aber vollkommen unsinnig.

Zitat von Holomino

Wenn Du im ms-Bereich über einen Timer einfach nur den Port abfragst, hast Du dieses Problem nicht. Das Abtasten der Pin-Zustände im zeitlichen Raster wirkt wie ein digitaler Tiefpass, der das Prellen oberhalb der halben Abtastfrequenz (siehe Nyquist- oder Shannon-Theorem) herausfiltert.

Hier habe ich immer noch "Bauchgrummeln", da auch ohne minuten-/stundenlange Kontaktbetätigung, im ms-Interval ISR-Routiniert wird - unnötige Energie und Rechenleistung!?

Wie sieht es mit einem Kompromiss als Königsweg aus?
Bsp:
PortChange-Interrupt löst den Timer-Interrupt aus, der diesen wiederum ablöst und eine Tastenentpreller einleitet. Erst danach DARF der "global interrupt enabled" des PortChange wieder gesetzt werden.

**Holomino** · 06.08.2019, 11:24

Zitat von frabe

Hier habe ich immer noch "Bauchgrummeln", da auch ohne minuten-/stundenlange Kontaktbetätigung, im ms-Interval ISR-Routiniert wird - unnötige Energie und Rechenleistung!?

Löse Dich von dieser Vorstellung. Ohne Sleep-Modi (die eigentlich nur im Batteriebetrieb interessant sind) läuft der Controller in der main-Loop immer in der Runde. Da spart man nix. Die Verluste von Netzteil und Regler bewegen sich üblicherweise weit oberhalb der vom Controller aufgenommenen Leistung.

Der von mir gepostete ISR-Rahmen dürfte incl. Stack-Push/-Pop nicht mehr als 10..20µs bei 8MHz dauern. Im Zyklus von 1..8ms aufgerufen (so schnell muss man erst mal tippen können) und bezogen auf die Gesamtleistung des Controllers reden wir also über 0,125 .. 2% Rechenlast für die Timerroutine.