电力系统中几种设备的简单Arduino Uno码联锁
电力系统中几种设备的简单Arduino Uno码联锁
提问于 2019-12-13 08:03:57
我试图实现一些逻辑功能，以控制一个小型电力系统，包括两个标有T1和T2的变压器、两个发电机(G1和G2)和一个总线绑定(BT)。我不会用不必要的细节压倒你。我需要帮助找出为什么我的Arduino电路不能像预期的那样工作，即使代码编译正确！我花了太多时间在上面，但我还是搞不懂。我会附加电路，然后是注释的Arduino代码。
LEDS应该被一些继电器线圈所取代(一种用来控制电气设备开关的装置)。
以下是Arduino代码：
byte lastReading;
unsigned long lastReadingTimer;
byte UpdatedPortD;
void setup() {
lastReadingTimer = 0; //Debouncing Timer is 0 ms initially.
// Initialize ports to I/O directions:
DDRD = DDRD & B10000011; // Masking to perserve bits 0,1 and 7. (zeros for input)
DDRB = DDRB | 31; // Masking to perserve bits 6,7. PortB(8-13 pins) 0001 1111 (one=outputs).
PORTD &= B10000011; //Initially all inputs are LOWs.
lastReading = PORTD & B01111100;
UpdatedPortD = PORTD & B01111100; // Inputs to PortD, 3-7 pins.
}
//Pins from 3-7 map to switches T1,T2,G1,G2,BT respectively.
//Pins from 8-12 map to devices T1,T2,G1,G2,BT respectively.
void loop() {
if ((PORTD & B01111100) != lastReading) {
lastReadingTimer = millis();
}
if ( ((millis() - lastReadingTimer) > 50) && (UpdatedPortD != PORTD & B01111100) ) {
UpdatedPortD = PORTD & B01111100;
}
// For T1= G1`.(G2`+BT`) (Simplified LOGIC EQUATION from Truth Table)
if ( (~UpdatedPortD & (1 << 4)) && ((~UpdatedPortD & (1 << 5)) || (~UpdatedPortD & (1 << 6))) ) {
PORTB |= 1;
}
else if (PORTB & 1) { // if not reset the pin.
PORTB ^= 1;
}
// For T2= G2`.(G1`+BT`)
if ( (~UpdatedPortD & (1 << 5)) && ((~UpdatedPortD & (1 << 4)) || (~UpdatedPortD & (1 << 6))) ) {
PORTB |= 1 << 1;
}
else if (PORTB & 1 << 1) {
PORTB ^= 1 << 1;
}
// For G1= T1`.(G2`.T2` + BT`)
if ( (~UpdatedPortD & (1 << 2)) && ((~UpdatedPortD & (1 << 5)) && (~UpdatedPortD & (1 << 3)) || (~UpdatedPortD & (1 << 6))) ) {
PORTB |= 1 << 2;
}
else if (PORTB & 1 << 2) {
PORTB ^= 1 << 2;
}
// For G2= T2`.(G1`.T1` + BT`)
if ( (~UpdatedPortD & (1 << 3)) && ((~UpdatedPortD & (1 << 4)) && (~UpdatedPortD & (1 << 2)) || (~UpdatedPortD & (1 << 6))) ) {
PORTB |= 1 << 3;
}
else if (PORTB & 1 << 3) {
PORTB ^= 1 << 3;
}
// For BT= G1`.G2`+ T1`.T2`.(G1`+G2`)
if ( ((~UpdatedPortD & (1 << 4)) && (~UpdatedPortD & (1 << 5))) || (((~UpdatedPortD & (1 << 2)) && (~UpdatedPortD & (1 << 3))) && (~UpdatedPortD & (1 << 4) || ~UpdatedPortD & (1 << 5)))) {
PORTB |= 1 << 4;
}
else if (PORTB & 1 << 4) {
PORTB ^= 1 << 4;
}
lastReading = PORTD & B01111100;
}非常感谢！
回答 1
Code Review用户
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发布于 2019-12-13 11:33:15
- 对于嵌入式系统，不要使用C的本地整数类型，也不要使用像
byte这样奇怪的自定义类型。始终使用stdint.h中的类型。 - 避免在文件范围内声明变量。如果必须这样做，因为它们是在同一个文件中的多个函数之间共享的，那么将它们声明为
static以缩小范围。 - 不要使用二进制常量
0b，因为它们是非标准的和不可移植的.此外，它们很难读懂。假定程序员能够读懂十六进制。 - 同样，也不要用像
31这样的十进制数字来掩盖，这就更让人困惑了。0x1F要清楚得多。 - 根本不用“魔法数字”。而不是像
DDRD = DDRD & B10000011;这样的代码，您应该有类似于DDRD = DDRD0 | DDRD1 | DDRD7的东西。这现在是自记录代码，因此注释“掩蔽0,1和7位”不再是必要的。 - 硬件外围寄存器不应视为正常变量！当访问硬件寄存器时，避免不必要地多次访问它们，因为这可能导致意外的评估错误顺序或额外的不必要的读取访问。或者更糟的是，在编写最终值之前，伪写会非常快地切换端口--这样的代码会产生EMI和硬件故障。
void loop()应该重写为: uint8_t portb = PORTB；uint8_t portd = PORTD；/* all if语句和算术使用上述2个RAM变量*/ uint8_t= portb；//写入端口一次，当完成时 - 大多数运营商在一条线路上没有奖励，恰恰相反。像
if ( ((~UpdatedPortD & (1 << 4)) && (~UpdatedPortD & (1 << 5))) || (((~UpdatedPortD & (1 << 2)) && (~UpdatedPortD & (1 << 3))) && (~UpdatedPortD & (1 << 4) || ~UpdatedPortD & (1 << 5))))这样的表达式需要在几行中分成几个表达式。重要的是要认识到这样做不会导致更慢的代码。此外，您也可以使用有意义的变量名，而不是让程序使用“神奇端口号”。只是一个带有随机名称的例子，因为我不知道您的实际按钮在做什么: bool button_up = ~UpdatedPortD & (1u<<2)；bool button_down = ~UpdatedPortD & (1u<<3)；bool button_left = ~UpdatedPortD & (1u<<4)；bool button_right = ~UpdatedPortD & (1u<<5)；if(button_up && button_left) { /* do buttons */ } - 您的代码在隐式整数类型提升中有常见的嵌入式系统问题，它总是等待爆炸的定时炸弹。例如，
~UpdatedPortD为您提供了一个16位签名的int，其值为0xFF**(负值)，这不是您想要的。1 << 4;在16位签名的int上执行位移位。诸若此类。不要对有符号类型使用按位操作！要解决这个问题，总是将提升的表达式转换回预期的类型，并在重要的地方始终使用u后缀整数常量。1 << 4应该是1u << 4。总的来说，传统的8位MCU很难编程，隐性促销是其中一个原因。我强烈建议初学者使用32位手臂代替，因为他们是更直截了当。 - 50 is是一个很长的去弹时间，以至于人类可能开始注意到延迟(我们可能开始注意到大约100 is及以后的延迟)。大多数开关不需要那么长，10毫秒足够大多数按钮，如触觉开关等。如果有疑问，把按钮连接到示波器，给它5V，并观察反弹。
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原文链接：
https://codereview.stackexchange.com/questions/233961
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