加速AVR ISR

Question

我想知道是否有可能加快ISR而不改变预标度。我有一个有两个比较寄存器A和B的计时器。

COMPA用于PWM输出，从22%到100%。这是一个固定的频率，我不允许改变它，至少不太多。

现在，我想使用COMPB的速度约为4倍，但固定的占空比为50%。

如果我在TIMSK0中为TIMSK0设置了attiny13位，我能做以下工作来加快速度吗？还是我误会了什么？

ISR(TIM0_COMPB_vect){
    switch (timing){
        case 0:
            OCR0B = 63;
            PORTB ^= (1 << PB3);
            timing = 1;
            break;
        case 1:
            OCR0B = 127;
            PORTB ^= (1 << PB3);
            timing = 2;
            break;
        case 2:
            OCR0B = 191;
            PORTB ^= (1 << PB3);
            timing = 3;
            break;
        case 3:
            OCR0B = 255;
            PORTB ^= (1 << PB3);
            timing = 0;
            break;
    }
}

任何帮助都很感激。Thanx :D

Answer 1

通过创造性地使用正常模式，您可以非常有效地完成这一任务。

诀窍是设置预调用者得到一个时钟周期，这个时钟周期是您想要的可变占空比PWM信号运行时间的两倍。因此，例如，如果您希望在1 2Mhz时使用PWM，请将预调用程序设置为2 2Mhz。

假设可变占空比PWM在引脚A上，固定的50% 4x时钟信号在引脚B上(您也可以交换这些信号并更新代码，一切都将继续工作)。

1. 为“进行比较匹配B”和“溢出”启用中断。

1. 力销A高与力比较匹配。(或者，您可以跳过这一步，而在步骤7中使用期望占空比的逆值)

Toggle on match.

1. 将“A”的COM位设置为

1. 将COM位留给B关闭。假设您已将此引脚的DDR设置为普通GPIO.

128.

1. 将B的OCR设置为

1. 将WGM计时器模式设置为0 -“普通模式”.

1. 为A设置OCR，无论您希望变量占空比是什么。请注意，您可能需要在这里为0和/或255的极值设置特例，这取决于您想要发生的事情(只需使用GPIO转动OFF的引脚ON )。

您可以在任何时候重复步骤6，随时更改A的占空比，并且它将在下一个TOP上更新。

完成这些步骤后，A引脚将在预调用者时钟的1/2处输出所需的占空比，而B将在2倍于预调用方时钟(即A周期的所需4倍)时输出50%的负载。

下面是ISR代码(请注意，我不确定在attiny13头中调用的是什么TOV向量，它有时在AVR中是不同的，因此您可能不得不编辑TIM0_OVF_vect名称).

ISR(TIM0_COMPB_vect,TIM0_OVF_vect){
    PINB |= (1 << PB3);   // Compiles to a single cycle SBI
}

看看这是怎么回事？

注意，在PIN寄存器中设置一个位实际上会切换PORT位。这是记录在数据表中的AVR GPIOs的一个怪癖。

希望这足够快。如果您真的想挤出每一个最后的周期，您甚至可以从中断向量中保存RJMP的两个周期，方法是将ISR编译的单个SBI指令直接编译到带有尾随RETI的中断向量表中，但这要复杂得多！

Answer 2

只关注C代码方面，就可以将其优化为：

ISR(TIM0_COMPB_vect)
{
  static const uint8_t OCR[4] = {63,127,191,255};
  OCR0B = OCR[timing];

  PORTB ^= 1u << PB3;

  timing++;
  if(timing==4)
    timing=0;
}

在gcc AVR -O3上进行分解(所有变量/寄存器不稳定)，这会使指令量从~50减少到~20，因此它的速度大约是原来的两倍，占用的内存也更少。

Answer 3

如果您只想要提供的代码的最快的等效版本，那么它就是.

ISR(TIM0_COMPB_vect){
    OCR0B += 64;
    PINB |= (1 << PB3);
}

• OCR0B将每4次溢出一次，这是定义的行为。也许明智的做法是将OCR0B初始化为一些非零的数字，比如1，以避免边缘情况。
• 避免了所有变量和仅访问内存的寄存器访问。
• 避免了所有的比较和缓存。
• --切换引脚的方法--向下编译成单个SBI指令，而不是推送、加载、异或、存储、弹出序列。h 214f 215

...but再次指出，如果它不能工作，并且除非您使用两种“立即OCR更新”模式之一，那么在计时器周期中间更新OCR将不会有任何影响。