标题: ArduinoMega2560引脚操作底层库，能够提高操作效率和速度 [打印本页]

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作者: aikeaida    时间: 2018-12-11 10:39
标题: ArduinoMega2560引脚操作底层库，能够提高操作效率和速度
之前做项目的时候发现 digitalWrite() 耗时能达到30us，导致系统卡顿，一怒之下自行开发了底层引脚操作函数，开发了N个项目也没发现有什么问题

头文件在这里

1. /*------------------------------
   
2. 
   
3. [name]    Gpio.h
   
4. 
   
5. [date]    2018.5.16 17:12
   
6. 
   
7. [note]    Designed by TFD Studio
   
8. 
   
9. ------------------------------*/
   
10. 
    
11. #ifndef Gpio_h
    
12. #define Gpio_h
    
13. 
    
14. //---------------/* Headerfile */---------------//
    
15. 
    
16. #include <Arduino.h>
    
17. 
    
18. //---------------/* Debug */---------------//
    
19. 
    
20.     /* Level */
    
21. 
    
22. #define        HIGH    1
    
23. #define        LOW        0
    
24. #define        OUTPUT    1
    
25. #define        INPUT    0
    
26. 
    
27.     /* Analog pins */
    
28. 
    
29. #define        A0   (54)
    
30. #define        A1   (55)
    
31. #define        A2   (56)
    
32. #define        A3   (57)
    
33. #define        A4   (58)
    
34. #define        A5   (59)
    
35. #define        A6   (60)
    
36. #define        A7   (61)
    
37. #define        A8   (62)
    
38. #define        A9   (63)
    
39. #define        A10  (64)
    
40. #define        A11  (65)
    
41. #define        A12  (66)
    
42. #define        A13  (67)
    
43. #define        A14  (68)
    
44. #define        A15  (69)
    
45. 
    
46.     /* PWM Defaults */
    
47. 
    
48. #define        DEFAULT_PWM_FREQUENCY    50
    
49. #define        DEFAULT_PWM_LEVEL        HIGH
    
50. #define        DEFAULT_PWM_GRADE        100
    
51. 
    
52. //---------------/* Class */---------------//
    
53. 
    
54. class GPIO{
    
55. 
    
56. private:
    
57. 
    
58.         /* Normal */
    
59. 
    
60.     uint8_t  _bit_;
    
61.     volatile uint8_t* _mode_;
    
62.     volatile uint8_t* _pin_;
    
63.     volatile uint8_t* _port_;
    
64. 
    
65.         /* SoftPWM */
    
66. 
    
67.     unsigned int grade = DEFAULT_PWM_GRADE;
    
68.     unsigned int dutycycle = 0;
    
69.     unsigned int factor = 0;
    
70.     unsigned int frequency = DEFAULT_PWM_FREQUENCY;
    
71.     bool level = DEFAULT_PWM_LEVEL;
    
72.     bool enable = false;
    
73.     unsigned long int timemark, timecycle;
    
74. 
    
75. public:
    
76. 
    
77.     void setPin(unsigned char);
    
78. 
    
79.         /* Normal */
    
80. 
    
81.     void write(unsigned char);
    
82.     void mode(unsigned char);
    
83. 
    
84.     void high();
    
85.     void low();
    
86. 
    
87.     void input();
    
88.     void output();
    
89. 
    
90.     unsigned char read();
    
91. 
    
92.         /* SoftPWM */
    
93. 
    
94.     void pwmLevel(bool);
    
95.     void pwmDuty(unsigned int);
    
96.     void pwmGrade(unsigned int);
    
97.     void pwmFreq(unsigned int);
    
98. 
    
99.     void pwmStart();
    
100.     void pwmStop();
     
101. 
     
102.     bool pwmThread();
     
103. 
     
104. };
     
105. 
     
106. #endif

复制代码

实现在这里

1. /*------------------------------
   
2. 
   
3. [name]        Gpio.cpp
   
4. 
   
5. [date]        2018.5.16 17:12
   
6. 
   
7. [note]        Designed by TFD Studio
   
8. 
   
9. ------------------------------*/
   
10. 
    
11. #include "Gpio.h"
    
12. 
    
13. //---------------/* Set */---------------//
    
14. 
    
15. void GPIO::setPin(unsigned char _id)
    
16. {
    
17.         _bit_ = digitalPinToBitMask(_id);
    
18.         _mode_ = portModeRegister(digitalPinToPort(_id));
    
19.         _port_ = portOutputRegister(digitalPinToPort(_id));
    
20.         _pin_ = portInputRegister(digitalPinToPort(_id));
    
21. }
    
22. 
    
23. //---------------/* Control */---------------//
    
24. 
    
25. void GPIO::write( unsigned char _level)
    
26. {
    
27.         if (_level)
    
28.                 *_port_ |= _bit_;
    
29.         else
    
30.                 *_port_ &= ~_bit_;
    
31. }
    
32. 
    
33. void GPIO::mode(unsigned char _mode)
    
34. {
    
35.         if (_mode)
    
36.                 *_mode_ |= _bit_;
    
37.         else
    
38.                 *_mode_ &= ~_bit_;
    
39. }
    
40. 
    
41. void GPIO::high()
    
42. {
    
43.         *_port_ |= _bit_;
    
44. }
    
45. 
    
46. void GPIO::low()
    
47. {
    
48.         *_port_ &= ~_bit_;
    
49. }
    
50. 
    
51. void GPIO::input()
    
52. {
    
53.         *_mode_ &= ~_bit_;
    
54. }
    
55. 
    
56. void GPIO::output()
    
57. {
    
58.         *_mode_ |= _bit_;
    
59. }
    
60. 
    
61. unsigned char GPIO::read()
    
62. {
    
63.         if (*_pin_ & _bit_)
    
64.                 return 1;
    
65.         else
    
66.                 return 0;
    
67. }
    
68. 
    
69. //---------------/* SoftPWM */---------------//
    
70. 
    
71. void GPIO::pwmLevel(bool _level)
    
72. {
    
73.         level = _level;
    
74. }
    
75. 
    
76. void GPIO::pwmDuty(unsigned int _dutycycle)
    
77. {
    
78.         if (!level)
    
79.                 dutycycle = grade - _dutycycle;
    
80.         else
    
81.                 dutycycle = _dutycycle;
    
82. }
    
83. 
    
84. void GPIO::pwmGrade(unsigned int _grade)
    
85. {
    
86.         grade = _grade;
    
87. }
    
88. 
    
89. void GPIO::pwmFreq(unsigned int _freq)
    
90. {
    
91.         frequency = _freq;
    
92. }
    
93. 
    
94. void GPIO::pwmStart()
    
95. {
    
96.         enable = true;
    
97.         timecycle = 1000000 / (frequency * grade);
    
98.         timemark = micros();
    
99. }
    
100. 
     
101. void GPIO::pwmStop()
     
102. {
     
103.         enable = false;
     
104.         if (!level)
     
105.                 *_port_ |= _bit_;
     
106.         else
     
107.                 *_port_ &= ~_bit_;
     
108. }
     
109. 
     
110. bool GPIO::pwmThread()
     
111. {
     
112.         if (enable && micros() - timemark >= timecycle)
     
113.         {
     
114.                 timemark += timecycle;
     
115. 
     
116.                 factor++;
     
117.                 if (factor > grade)
     
118.                         factor = 1;
     
119.                 if (factor <= dutycycle)
     
120.                         *_port_ |= _bit_;
     
121.                 else
     
122.                         *_port_ &= ~_bit_;
     
123.                 return true;
     
124.         }
     
125. }

复制代码

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作者: zmc419    时间: 2018-12-15 15:12
高！发现Arduino确实慢，部分代码用c写就好了。

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