Почему другие функции вне цикла влияют на время работы AЦП?

Question

[we1]

Внутри функции проходит тысяча замеров напряжения, чтобы потом вычислить частоту. В этой функции нет никаких выводов и запросов. Но на время delta_time могут влиять другие функции, которые написаны после или вообще вне фукнции analyze(). Например, очень сильное влияние оказывает Serial.print().

void analyze (){
  i = BUFFER_SIZE;

  ADMUX=B11100111;
  delay(10);

  time = micros();

  while (i--)
  {
    ADCSRA=B11000010;   // 1/4
    while (ADCSRA & (1 << ADSC));   // Ожидание флага окончания преобразования
    buffer[ i ] = ADCH;
  }

  delta_time = micros() - time;
}

Очевидно, что во время выполнения опроса срабатывает таймер, который нужен для работы функции micros(). Но его влияние не должно увеличивать полученное время на 20-25 процентов. У меня получается, что если в функции loop() после вызова analyze() сделать несколько вызовов Serial.print(), то время delta_time весьма заметно увеличивается. Хотя я не понимаю как. Отключить таймер нельзя, так как без него я не могу узнать время выполнения цикла опроса АЦП.

Два вопроса:
1) почему Serial.print() и даже простые арифметические выражения "замедляют" опрос АЦП в другом месте программы?
2) как можно посчитать время другим способом, без использования таймера 0 и micros()/millis()?

P.S. Пример кода это слегка модифицированная функция AnRead() из CyberLib.h

Answer 1

[Армянское Радио]

Очевидно, что для выполнения Serial.println эта ерундовина тоже использует прерывания -так она подгружает в порт очередной символ после отправки предыдущего.

Как только речь идет об использовании риалтайма, первое, что надо сделать - выкинуть ардуинскую среду к чертовой матери и поставить AVR_Studio.

Там есть нормальный, не заваленный барахлом для начинающих, компилятор GCC и нормальные, не таскающие за собой C++, библиотеки.

Затем, нужно разобраться с таким явлением как прерывания. В даташите на контроллер написано, как настроить АЦП на вызов прерывания по окончании очередного измерения, а также можно написать обработчик этого прерывания на ассемблере. Тогда и функция подсчета числа миллисекунд вам будет не нужна, потому что время выполнения программы вам будет точно известно - его можно посчитать по количеству тактов на измерение АЦП (см. даташит) и количеству инструкций в обработчике прерывания (см даташит еще раз, большинство инструкций контроллер делает ровно за 1 такт). В обработчике нужно быстренько засунуть новый отсчет в массив и свалить.

Насколько я помню, максимальная частота съема, которую можно выжать из АЦП, около 32 кГц при тактировании контроллера от 20МГц

Comments

[evgeniy_lm]

Мне больше нравится CodeVision там проще настраивать железо, правда за удобство нужно платить

[we1]

Очевидно, что для выполнения Serial.println эта ерундовина тоже использует прерывания -так она подгружает в порт очередной символ после отправки предыдущего.

Непонятно, почему эта функция влияет, хотя расположена в другом месте программы. Также влияют простые расчеты типа a=b/c Причем, такая же ситуация: расчеты идут уже после завершения цикла.

поставить AVR_Studio

Пока я и с Arduino IDE не полностью разобрался. По ютубовским роликам думал, что все очень просто, но небольшое отклонение от типичных задач привело меня в недоумение.

[Армянское Радио]

Читайте.

[we1]

Армянское Радио, вы хотите сказать, что Serial.print создает прерывание, будучи в любом произвольно месте программы?

[Армянское Радио]

we1, она не создает прерывание, она активирует прерывание, которое вызывается по окончании записи очередного байта в UART - чтобы заслать в этот UART следующий байт.