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Arduino AVRでマルチタスクしてみる タスク2 [ATmarquino Arduino]

avrMultiTask_002.png


ファイル名を変えずに中身を書き換えちゃったのは、まずかったかなぁ、、、

マルチタスクのサンプルとして、PWMで50Hzのサイン波を出力するデモ。
別途用意したスイッチを押す度に別途用意したLPFを通してサイン波が出力される。ただし10秒間掛けて波形はフェードアウトする。

/**********************************************************/
/* マルチタスクやってみる                                 */
/* PWMで50hzのサイン波を出力する。10秒掛けてフェードアウト。 */
/**********************************************************/
#include <avr/io.h>
#include <FlexiTimer2.h>
#include "delivertive.h"

extern "C"
{
  #include "mul_tsk.h"
}

/**********************************************************/
/* prototypes                                             */
/**********************************************************/
void tsk_ini( void );
void stackMonitor( void );
void switchScanTask( void );
void pwmGenerateTask( void );

/**********************************************************/
/* valiables                                              */
/**********************************************************/
SYSTIM systim;  // 1msでインクリメントする変数
uint8_t tsk0_stk[ 128 * 1 ];
uint8_t tsk1_stk[ 128 * 1 ];
uint8_t tsk2_stk[ 128 * 1 ];

#define  PWM_PIN      10
#define  TRIGGER_PIN  2
#define  LED_PIN      13

#define  TIMER_COUNTER_CLOCK  (8 * 1000000UL)
#define  PWM_FREQUENCY        (10 * 1000)
#define  RESOLUTION           (40)  /* 50hz * 40 over sampling. */
#define  DELTA_SLOPE          (1.0f / 500)

int scale = TIMER_COUNTER_CLOCK / PWM_FREQUENCY / 2;  /* 1000000 is timer clock */
int offset = TIMER_COUNTER_CLOCK / PWM_FREQUENCY / 2;  /* center position */
int waveTableCounter;
float slope = 1.0f - DELTA_SLOPE;  /* 10s = 20ms * 500 */
int originalWaveTable[ RESOLUTION ];
unsigned int waveTable[ RESOLUTION ];
unsigned char switchScanUpdate;
unsigned long timer1CompbIsrCounter;
bool conversionStart = false;

/**********************************************************/
/* setup                                                  */
/**********************************************************/
void setup()
{
  Serial.begin( 115200UL );
  Serial.println( "AVR Multi Task Demo." );

  /* ststem and pwm update timer start. */
  FlexiTimer2::set( 5, 1.0f / 10000, pwmUpdateHandler );
  FlexiTimer2::start();

  tsk_ini();  //タスクの初期化
  sta_rdq( ID_monitor );  //ラウンドロビン開始。ここからタスクが開始される
}

/**********************************************************/
/* loop ※使われない                                      */
/**********************************************************/
void loop()
{
}

/**********************************************************/
/* タスク初期化                                           */
/**********************************************************/
void tsk_ini( void )
{
  reg_tsk( ID_monitor, (void *)stackMonitor, (void *)tsk0_stk, sizeof(tsk0_stk), 0,0,0,0 );
  reg_tsk( ID_switchScan, (void *)switchScanTask, (void *)tsk1_stk, sizeof(tsk1_stk), 0,0,0,0 );
  reg_tsk( ID_pwmGenerate, (void *)pwmGenerateTask, (void *)tsk2_stk, sizeof(tsk2_stk), 0,0,0,0 );

  sta_tsk( ID_monitor );
//  sta_tsk( ID_switchScan );
//  sta_tsk( ID_pwmGenerate );
}

/**********************************************************/
/* stack monitor task                                     */
/**********************************************************/
static unsigned int RemainStack( void *stk, unsigned int sz );
static void stackPrint( const char *msg, void *stk, unsigned int sz );

void stackMonitor( void )
{
  sta_tsk( ID_pwmGenerate );
  while( 1 )
  {
    dly_tsk( 10 * 1000UL );
    stackPrint( "task1 stack : ", tsk1_stk, sizeof(tsk1_stk) );
    stackPrint( "task2 stack : ", tsk2_stk, sizeof(tsk2_stk) );
    stackPrint( "monitor stack : ", tsk0_stk, sizeof(tsk0_stk) );
  }
}

static void stackPrint( const char *msg, void *stk, unsigned int sz )
{
  Serial.print( msg );
  Serial.print( RemainStack( stk, sz ), DEC );
  Serial.print( "/" );
  Serial.println( sz, DEC );
}

static unsigned int RemainStack( void *stk, unsigned int sz )
{
  unsigned int i;
  char *ptr = (char *)stk;

  for( i = 0; i < sz; i++ )
  {
    if( *ptr++ != 0 ) break;
  }

  return sz - i;
//  return i;
}

/**********************************************************/
/* switchScanTask                                         */
/**********************************************************/
void switchScanTask( void )
{
  pinMode( TRIGGER_PIN, INPUT_PULLUP );
  unsigned char sw = 0x00;
  while( 1 )
  {
    sw <<= 1;
    if( digitalRead( TRIGGER_PIN ) == LOW ) sw |= 1;
    if( (sw & 0x0f) == 0x07 )
    {
      switchScanUpdate++;
    }

    dly_tsk( 50UL );
  }
}

/**********************************************************/
/* PWM Generate Task                                      */
/**********************************************************/
void pwmGenerateTask( void )
{
  pinMode( PWM_PIN, OUTPUT );
  digitalWrite( LED_PIN, LOW );
  pinMode( LED_PIN, OUTPUT );

  /* wave table generate. */
  for( int i = 0; i < RESOLUTION; i++ )
  {
    int tempI = (int)(sin( 2 * M_PI * i / RESOLUTION) * scale);
    originalWaveTable[ i ] = tempI;
    waveTable[ i ] = (unsigned int)tempI + offset;
    Serial.print( waveTable[ i ], DEC );
    Serial.print( "," );
    if( (i % 10) == 9 ) Serial.println();
  }

  /* start switch scan task. */
  sta_tsk( ID_switchScan );

  while( 1 )
  {
    /* wait for switch pushed. */
    unsigned char switchScanUpdateBase = switchScanUpdate;
    while( switchScanUpdateBase == switchScanUpdate ) dly_tsk( 50UL );
    switchScanUpdateBase = switchScanUpdate;
    Serial.println( "pwmGenerateTask PWM start." );

    /* timer counter initialize. */
    TCCR1B = 0x00;  //  timer1 stop
    TCNT1 = 0x0000;  // 16bit counter clear
    TIMSK1 = 0x00;  // interrupt disable
    TCCR1A = 0b00100011;  //  0b00 10 00 11
      // OC1A : normal port and not connected OC1A.
      // OC1B : compare match goes OC1B to clear and top goes OC1B to set.
      // fast PWM and top is OCR1A.
    TCCR1B = 0b00011001;  //  0b0 0 0 11 001
      // fast PWM and top is OCR1A.
      // clkIO / 1 priscaller.
    OCR1A = (unsigned int)(TIMER_COUNTER_CLOCK / PWM_FREQUENCY);
    OCR1B = waveTable[ 0 ];
    TIMSK1 = 0x00;

    /* interrupt timer start. */
    slope = 1.0f - DELTA_SLOPE;
    waveTableCounter = 1;
    conversionStart = true;
    digitalWrite( LED_PIN, HIGH );

    /* wait 10s. */
    dly_tsk( 11 * 1000UL );
    conversionStart = false;
    for( int i = 0; i < RESOLUTION; i++ )
    {
      int tempI = originalWaveTable[ i ];
      waveTable[ i ] = (unsigned int)tempI + offset;
    }
    Serial.println( "pwmGenerateTask PWM stop." );
    digitalWrite( LED_PIN, LOW );
  }
}

/**********************************************************/
/* pwm update handler                                     */
/**********************************************************/
void pwmUpdateHandler()
{
  static int count = 0;

  /* system timer update */
  if( count & 1 ) systim += 1UL;
  count++;

  if( conversionStart == true && slope >= 0.0f )
  {
    OCR1B = waveTable[ waveTableCounter ];
    float tempF = (float)originalWaveTable[ waveTableCounter ] * slope;
    waveTable[ waveTableCounter ] = (unsigned int)tempF + offset;
    if( ++waveTableCounter >= RESOLUTION )
    {
      waveTableCounter = 0;
      slope -= DELTA_SLOPE;
    }
  }
}


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