Несколько параллельных программ на AVR (или stm)?

Question

[Ярослав Маляренко]

Доброго всем времени суток!
Направьте на путь правильный навичька) Заранее благодарен всем кто откликнулся!
Каким образом выполнять несколько процессов(при условии постоянного мониторинга и моментальной реакции на условия в цикле "if") не останавливая основной цикл программы?
Как это реализовать?
В том числе и срабатывание условия по прошедшему времени.
На пример - считываем показания с четырех датчиков - каждому датчику свои каналы управления - один или несколько
при наступлении нужного времени по графику управляем одним или неколькими каналами независимо..
в то время как по графику крутится шаговой мотор - датчик температуры сработал - включилось релле
тут датчик влажности сработал - включил вентилятор
(а мотор крутит еще)
потом время пришло - и дверь на проветривание открывается..
и так далее..
Как такое реализовать то?

Comments

[vaut]

прерывания по таймеру.

[Ярослав Маляренко]

это тормозит основной процесс
... не устраивает!

[Ярослав Маляренко]

мотор крутит по графику - минуту - все это время система заморожена!

[Александр Гусев]

Ярослав Маляренко, значит вы это не на прерывании сделали, а на обычном delay)

[VT100]

в то время как по графику крутится шаговой мотор

Зачем вообще нужен механический командоаппарат (если я правильно понял) при наличии МК?
Про флаги в "big loop" или ОС плюс "никаких delay" - уже сказали.

[Ярослав Маляренко]

сел изучать флаги и принципы работы с ними.. Благодарю еще раз. .. по итогам отпишу дополнительно!

Answer 1

[Александр Гусев]

Основной цикл крутиться, а доп. задачи по прерываниям (от таймеров, от изменения входного сигнала и т.д.), либо в простое проверять условия. Судя по описанию задачи жесткий реалтайм не нужен и разбег в микросекунды-миллисекунду не критичен.

Либо, если хочется чего-то интересного и познавательного, то на stm32 есть "из коробки" freeRTOS, будет у вас целая ОС со своими процессами. :) (на остальное, думаю, тоже можно найти свою RTOS) По крайней мере можете почитать принцип работы и возникнут идеи, как сделать свою многозадачность.

Comments

[Ярослав Маляренко]

Благодарю за идею! Начинаю знакомится с инфой.. своя О.С. это уже то что нужно(многозадачность как раз и нужна) Проект то не один.. Буду изучать

[Александр Гусев]

Ярослав Маляренко, а вообще несколько
if (flag_X)
{
тут что-то делаем, если надо вводим доп. флаги или даже конструкцию switch, если задачу надо раздробить
flag_X = 0 //сброс флага
}

В основном цикле while(1) крутим множество таких "задач", которые видят, что флаг не взведен и продолжают выполнение основной программы.
Также делаем таймер, который будет, например раз в миллисекунду давать прерывание (в stm32 для этого можно использовать systick, например).
Делаем глобальную переменную (например, volatile uint32_t motor_count = 36000), которая будет считать время работы двигателя, а в прерывании будем постоянно ее уменьшать. Как только в очередном прерывании она станет равна нулю, то взводим флаг, что надо изменить состояние двигателя.
Через несколько тактов мы попадем в свой if отвечающий за двигатель. Включим/выключим его, установим новое значение для переменной таймера, сбросим флаг и выйдем из if'а.
После чего продолжается постоянное выполнение основного цикла, пока опять не взведется один из флагов.

[Ярослав Маляренко]

Идею понял! Благодарю за совет. Буду пробовать. Проверю на практике(не тормозит ли весь процесс из за этого.. Хорошего вам вечера))

[Александр Гусев]

Ярослав Маляренко, просто судя по вопросу у вас голая ардуина, если хотите многозадачность, то лучше сразу уходить на полноценное программирование.
Готовые библиотеки ардуины скорее всего не позволят нормальную многозадачность.

[Ярослав Маляренко]

я еще не дотягиваю на такое..

[Ярослав Маляренко]

много периферии.. под все нужна библиотека. А самому писать что и куда - я не готов пока еще.. тут бы с объявлением через флаги да на стм32 разобраться бы по скорее..

Answer 2

[Sergey В.]

Через переменные - флаги.
Флаг - мотор крутится или нет
Флаг (значение) датчика 1
и тд

Comments

[Ярослав Маляренко]

И тогда если мотор крутится минуту - все остальное будет работать?

[Sergey В.]

Ярослав Маляренко, в микроконтроллере AVR выполняется только один поток. Через прерывания можно запускать потоки по событиям. Но все равно, если процедура выполняется долго, это тормозит все.
Поэтому проще работать именно с флагами. Например программа проходит цикл, считывает значение датчика, выставляет флаг: моторчика крутиться. Следующий оператор считывает флаг и включает моторчик. Все, он крутится, программа не "притормаживает". Вместо простейшего флага "крутить/не крутить" можно использовать более сложные, например "крутить 5сек".

[Ярослав Маляренко]

крутяк! Понял.. буду пробовать. Огромное вам спасибо за ответ! Дай вам бог успехов и благополучия.

Answer 3

[lonelymyp]

Что за такой основной цикл, что его нельзя прерывать?
Всё можно прерывать, если ненадолго.
Управление мотором надеюсь сделано через аппаратный шим? Тогда чтобы поменять параметры вращения мотора надо однократно изменить параметры шим, изменил - мотор будет дальше крутиться сам по себе с новой скоростью, в основной программе проверяй датчики или что там ещё что нужно.

Comments

[Ярослав Маляренко]

мотор через библиотеку stepper.h там количество шагов и скорость указана.. пока это не выполнить все тупит..

[Ярослав Маляренко]

посоветовали выполнить через флаги.. буду пробовать..

[lonelymyp]

Для начала стоит отказаться от стандартной библиотеки stepper.h
а так же ознакомиться например с этим https://habr.com/ru/post/337430/

Answer 4

[Александр Скуснов]

По хорошему вам надо изучить один из языков ПЛК SFC (граф состояний). Там возможна параллельная структура (примеры в Codesys).
Есть аналог в Матлабе - Stateflow (там параллельные структуры обозначены пунктиром). В Матлабе можно граф скомпилировать на язык контроллера ST (структурированный текст типа Паскаля).
Пример видео.

Answer 5

[vanyamba-electronics]

FreeRTOS

Answer 6

[evgeniy_lm]

В любом МК есть такая штука как прерывания, например в Atmega328 (это тот который в Arduino) их аж 26 на все железо что там есть. Для синхронизации процессов целых три таймера. По хорошему основная программа состоит из пустого бесконечного цикла, а вся логика работы раскидана по обработчикам прерываний.
Нужно понимать, что в МК AVR прерывания не имеют приоритета и выполняются по мере возникновения. Во время работы обработчика прерываний обработка других прерываний автоматически отключается, а поле выхода по команде RETI включается. Если за время работы одного прерывания возникли другие то они будут обработаны по завершению в порядке их нумерации. Если возникло прерывание такого же типа что обрабатывается в данный момент то оно обработано не будет
В STM система прерываний более сложная и еще там есть DMA

Answer 7

[Ярослав Маляренко]

е вариант с флагами как работать будет?.. мож он лучше?