Taster mit Kondensator entprellen

[White_Fox]

Ich kann Taster bzw. digital Pins mit ca 400-500ns lesen und toggeln (je nach µC auch etwas schneller oder etwas langsamer), aber vor allem: ich möchte einfach vermeiden, dass rechenintensive Funktionen sowie UART, I2C und SPI - R/W durch delays bei Buttonabfragen ausgebremst werden. 1ms ist da schon 1ms zuviel.

Da wir hier im Arduino-Unterforum sind: C++11.

Busse wie UART, I²C und SPI sind vieles, aber ganz sicher nicht rechenintensiv. Das sind normalerweise weitgehend eigenständige Hardwareeinheiten, die von der ALU weitgehend unabhängig laufen. In deren Datenregister wird ein Byte reingeschoben-und je nach Konfiguration war es das entweder, oder die UART/SPI/... meldet sich mit einem Interrupt zurück, daß sie fertig ist. Die CPU-Last beschränkt sich auf das gelegentliche Schreiben/Lesen in ein Register. Manche Controller verfügen auch über eine Funktion, daß die Peripherie selbständig Teile des Speichers auslesen kann, da hat die CPU kaum noch etwas mit zu tun.

Mit dem Warten sieht es übrigens ähnlich aus: Du kannst stur Zeit vertrödeln, (z.B. einfach nur ein Register inkrementieren), aber du kannst auch einen Timer verwenden. Das ist ein simpler Zähler, der ebenso weitgehend unabhängig von der CPU inkrementiert wird. Je nach Funktion kann das Inkrementieren mit einem Vorteiler noch verlangsamt werden. Der Timer kann, je nach Ausstattung und Konfiguration, u.A. einen Interrupt geben wenn er einen bestimmten Wert erreicht hat oder überläuft. Wenn der Timer einfach nur läuft, kann die CPU während dessen irgendwas anderes machen. Und damit kannst du sehr wohl einen Taster 20ms sperren, ohne den Controller 20ms zu blockieren.

Das hat übrigens nichts mit Threads oder so zu tun. Sondern einfach nur damit, wie so ein Mikrocontroller funktioniert. Ich weiß natürlich nicht, wie speziell dein Code genau funktioniert und welchen der vielen Wege nach Rom dein Programm letztendlich geht. Es sind schließlich recht viele Wege...

[HaWe]

mit UART lese ich laufend eingehende Bytes ein und kopiere sie in verschiedene Zwischenpuffer zur Weiterverarbeitung (strtok etc.), über I2C werden laufend verschiedenste Sensoren nacheinander ausgelesen und die Werte dann verrechnet, dann werden neue Werte gesammelt und über UART arrays wieder zurückgeschickt, über SPI wird das 480x320 TFT angesteuert, was schon recht lang dauert, dann seine touchscreen und touchbutton events erfasst und Hardwarepuffer beschrieben/gelöscht.
Das alles dauert schon seine Zeit.
Damit dann das Bild nicht ruckelt, weil zwischendurch ein paarmal auf ein ButtonUp oder ein Debounce gewartetet werden muss, muss man zumindest hier auf delays verzichten.
Außerdem sind nicht alle Pins, an denen ein Button angeschlossen sein kann, Interrupt-fähig, dann beträfen Interrupts ja auch nur einzelne Instanzen, solange sie aktuell existieren, und sie müssten auf nur 1 Zustand der Statemachine begrenzt werden (z.B. Level 3) und bei anderen Zuständen (1,2,4,5,6,...) zwingend inaktiv bleiben - aus meiner Sicht also nicht machbar.

Mit pthread auf dem Pi mache ich das anders:
1 langsamer low priority Thread für HDMI TFT Ausgabe, die nach und nach mit 20Hz alles ausgibt, bis es vollständig ist, dann auf 50ms (nonblocking) delay, und dann sofort wieder von vorn aktualisiert,
1 superschneller super-high-priority-Thread für Encoderpins alle 100µs auslesen,
1 schneller high-proiority für 115200 baud UART für Dashboard und remote control im handshake ohne delay,
1 mittelschneller medium priority für 400kHz I2C mit ein paar delays zwischen einzelnen Device r/w
1 sehr langsamer low priority zum Keyboard auslesen
1 medium priority für SD r/w
usw.
Delays in irgend einem Thread werden dabei automatisch als Rechenzeit den anderen Threads zur Verfügung gestellt.
Die Zeitscheiben verwaltet pthread optimal, und das klappt wunderbar, kein Thread behindert einen anderen oder bremst irgend etwas aus, auch nicht auf einem Single-Core Zero: GPIO-toggle ist fast genau so schnell wie wenn es ganz alleine läuft.

Hier beim Arduino aber muss ich alles in 1 Thread-Loop reinpressen, und viele langsame Vorgänge bremsen die schnellen unerträglich herunter.

Dennoch, ich bin schon weitergekommen mit meiner statemachine, auch wenn es langsam unübersichtlich wird

PS,
Allerdings wäre auch für künftige andere Entprell-Probleme ein simpler Kondensator am Button einfacher gewesen - wenn es funktioniert hätte...