Таймерная служба и диспетчер для ардуино от DiHalt
Пост по мотивам дверного звонка.
Можно сказать логическое его продолжение. Совместим приятное с полезным и заодно рассмотрим таймерную службу и диспетчер задач от DiHalt. Мне показалось эта система довольно удобна для организации кода, особенно если кода много и он чуть сложнее чем мигание светодиодом.
Логично в таком случае делить весь код на мелкие задачи, выполняющие что-то одно и запускать их по мере необходимости, по очереди. Этим занимается диспетчер задач: у нас есть очередь из таких задач, диспетчер проходит по очереди и выполняет наиболее старую (первый встал в очередь, первый выполнился).
Пример на том же светодиоде. Допустим, в прерывании мы увидели что нужно зажечь светодиод, причем поскорее, но не задерживая другой код. Добавляем задачу в очередь прямо в прерывании:
SetTask(BlinkON);
Функция добавления выполняется не долго (конкретно сколько - хз, можно посчитать, это вам в качестве домашки). Понятно что моргнуть светодиодом можно и в самом прерывании, это быстрее. Но к примеру:
SetTask(SendToSerial_длинный_текст);
уже выгода ощущается заметно.
Вторая часть "системы" - это таймерная служба. Суть та же, но задачи выполняются с задержкой.
Например в прерывании мы спалили что нажата кнопка:
if(кнопка нажата){
отключаем прерывание у этой кнопки;
SetTask(btnPress);
}
В btnPres() мы выполняем нужные действия и добавляем SetTimerTask(btnRelease, 100);
Таким образом через 100мс после нажатия кнопки сработает btnRelease, где мы обратно включим прерывания с кнопки. Этим самым мы добиваемся того, что в главном цикле меньше говнокода, портянки проверок и запусков всего, упрощаем масштабирование кода(пример в конце) и заодно, конкретно в этом примере мы избавляемся от головняка отслеживания дребезга.
Теперь кусок псевдокода моего проекта, задача:
1) по нажатию кнопки включать проигрывание мелодии
2) ночью снижать громкость, время синхронизировать с RTC микрухой
3) ограничивать звук вручную с переменного резистора
4) синхронизироваться с телефоном(выбор мелодии, установка времени тихого режима, синхронизация времени телефон->ардуино->RTC и тд)
Главный цикл:
void setup() {
поднимаем_serial();
настраиваем_пины();
инициализируем_переменные();
настраиваем_mp3();
настраиваем_прерывание_с_кнопки(PCIN2);
настраиваем_таймер_для_отсчета_времени();
InitRTOS(); // Инициализируем ядро таймерной службы
RunRTOS(); //Запускаем таймерную службу и диспетчер задач
// Запуск фоновых задач
SetTimerTask(read_max_volume, 1000); //читаем данные с переменного резистора каждые 1 сек
SetTimerTask(check_time, 1000); //проверяем время, не поздно ли. если поздно - включим тихий режим
SetTimerTask(read_rtc, 65000); //синхронизируемся с RTC
SetTimerTask(check_sync, SYNC_PERIOD); //читаем bluetooth модуль, проверяем пришли ли данные
SetTimerTask(BlinkON,500); //моргаем светодиодом
sei();
}
void loop() {
TaskManager();
}
И все, ничего лишнего. check_sync проверяет есть ли данные в буфере от bluetooth модуля.
Если данные есть - мы их считываем и запускаем задачу их распарсить. Как только доходит очередь до функции парсинга, мы понимаем какой пакет данных пришел:
- если это запрос текущих настроек - отправляем ответ
- если это данные с новыми настройками - принимаем и сохраняем их
- если это запрос "воспроизведи текущую мелодию" запускаем задачу воспроизведения
Каждую задачу нужно писать так что бы она выполнялась как можно быстрее, никаких delay внутри быть не должно(кроме совсем уж мелких, как у 1-wire), вместо этого отдаем управление другой задаче, предварительно добавив нужный флаг состояния этой задачи и добавив себя же в очередь(таймерную)
Слишком сильно делить задачи тоже не стоит, т к очередь не бесконечная(это настраиваемый параметр)
Ознакомиться с полным псевдокодом можно тут (упростил для понимания, вырезав лишнее), весь проект можно глянуть тут (там же дернуть либу, в виде подключаемых файлов), и главное ознакомиться с первоисточником, прочитать устройство библиотеки, посмотреть некрасивые рисунки взаимодействия диспетчеров и почитать шутки от дихалта можно тут
UPD: Забыл про пример расширяемости кода. Допустим мы захотели к дверному звонку добавить пару функций: датчик дыма, угарного газа, с оповещением или датчик движения, с оповещением, etc.
Для этого нужно добавить в конец setup() пару строк:
SetTimerTask(check_gas, 1000);
SetTimerTask(check_motion_sensor, 500);
Останется написать сами эти функции. т к опросы датчиков происходят очень редко, по меркам МК, это нисколько не нагрузит ни очередь, ни сам микропроцессор. Функция проигрывания уже написана, нам нужно только записать нужные мелодии на флешку и запомнить их id
Вопросы, пожелания и критика приветствуется)
