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ArduinoMega2560引脚操作底层库，能够提高操作效率和速度

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ID:282138 发表于 2018-12-11 10:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
之前做项目的时候发现 digitalWrite() 耗时能达到30us，导致系统卡顿，一怒之下自行开发了底层引脚操作函数，开发了N个项目也没发现有什么问题

头文件在这里

  1. /*------------------------------

  3. [name]    Gpio.h

  5. [date]    2018.5.16 17:12

  7. [note]    Designed by TFD Studio

  9. ------------------------------*/

  11. #ifndef Gpio_h
  12. #define Gpio_h

  14. //---------------/* Headerfile */---------------//

  16. #include <Arduino.h>

  18. //---------------/* Debug */---------------//

  20.     /* Level */

  22. #define        HIGH    1
  23. #define        LOW        0
  24. #define        OUTPUT    1
  25. #define        INPUT    0

  27.     /* Analog pins */

  29. #define        A0   (54)
  30. #define        A1   (55)
  31. #define        A2   (56)
  32. #define        A3   (57)
  33. #define        A4   (58)
  34. #define        A5   (59)
  35. #define        A6   (60)
  36. #define        A7   (61)
  37. #define        A8   (62)
  38. #define        A9   (63)
  39. #define        A10  (64)
  40. #define        A11  (65)
  41. #define        A12  (66)
  42. #define        A13  (67)
  43. #define        A14  (68)
  44. #define        A15  (69)

  46.     /* PWM Defaults */

  48. #define        DEFAULT_PWM_FREQUENCY    50
  49. #define        DEFAULT_PWM_LEVEL        HIGH
  50. #define        DEFAULT_PWM_GRADE        100

  52. //---------------/* Class */---------------//

  54. class GPIO{

  56. private:

  58.         /* Normal */

  60.     uint8_t  _bit_;
  61.     volatile uint8_t* _mode_;
  62.     volatile uint8_t* _pin_;
  63.     volatile uint8_t* _port_;

  65.         /* SoftPWM */

  67.     unsigned int grade = DEFAULT_PWM_GRADE;
  68.     unsigned int dutycycle = 0;
  69.     unsigned int factor = 0;
  70.     unsigned int frequency = DEFAULT_PWM_FREQUENCY;
  71.     bool level = DEFAULT_PWM_LEVEL;
  72.     bool enable = false;
  73.     unsigned long int timemark, timecycle;

  75. public:

  77.     void setPin(unsigned char);

  79.         /* Normal */

  81.     void write(unsigned char);
  82.     void mode(unsigned char);

  84.     void high();
  85.     void low();

  87.     void input();
  88.     void output();

  90.     unsigned char read();

  92.         /* SoftPWM */

  94.     void pwmLevel(bool);
  95.     void pwmDuty(unsigned int);
  96.     void pwmGrade(unsigned int);
  97.     void pwmFreq(unsigned int);

  99.     void pwmStart();
  100.     void pwmStop();

  102.     bool pwmThread();

  104. };

  106. #endif
复制代码





实现在这里
  1. /*------------------------------

  3. [name]        Gpio.cpp

  5. [date]        2018.5.16 17:12

  7. [note]        Designed by TFD Studio

  9. ------------------------------*/

  11. #include "Gpio.h"

  13. //---------------/* Set */---------------//

  15. void GPIO::setPin(unsigned char _id)
  16. {
  17.         _bit_ = digitalPinToBitMask(_id);
  18.         _mode_ = portModeRegister(digitalPinToPort(_id));
  19.         _port_ = portOutputRegister(digitalPinToPort(_id));
  20.         _pin_ = portInputRegister(digitalPinToPort(_id));
  21. }

  23. //---------------/* Control */---------------//

  25. void GPIO::write( unsigned char _level)
  26. {
  27.         if (_level)
  28.                 *_port_ |= _bit_;
  29.         else
  30.                 *_port_ &= ~_bit_;
  31. }

  33. void GPIO::mode(unsigned char _mode)
  34. {
  35.         if (_mode)
  36.                 *_mode_ |= _bit_;
  37.         else
  38.                 *_mode_ &= ~_bit_;
  39. }

  41. void GPIO::high()
  42. {
  43.         *_port_ |= _bit_;
  44. }

  46. void GPIO::low()
  47. {
  48.         *_port_ &= ~_bit_;
  49. }

  51. void GPIO::input()
  52. {
  53.         *_mode_ &= ~_bit_;
  54. }

  56. void GPIO::output()
  57. {
  58.         *_mode_ |= _bit_;
  59. }

  61. unsigned char GPIO::read()
  62. {
  63.         if (*_pin_ & _bit_)
  64.                 return 1;
  65.         else
  66.                 return 0;
  67. }

  69. //---------------/* SoftPWM */---------------//

  71. void GPIO::pwmLevel(bool _level)
  72. {
  73.         level = _level;
  74. }

  76. void GPIO::pwmDuty(unsigned int _dutycycle)
  77. {
  78.         if (!level)
  79.                 dutycycle = grade - _dutycycle;
  80.         else
  81.                 dutycycle = _dutycycle;
  82. }

  84. void GPIO::pwmGrade(unsigned int _grade)
  85. {
  86.         grade = _grade;
  87. }

  89. void GPIO::pwmFreq(unsigned int _freq)
  90. {
  91.         frequency = _freq;
  92. }

  94. void GPIO::pwmStart()
  95. {
  96.         enable = true;
  97.         timecycle = 1000000 / (frequency * grade);
  98.         timemark = micros();
  99. }

  101. void GPIO::pwmStop()
  102. {
  103.         enable = false;
  104.         if (!level)
  105.                 *_port_ |= _bit_;
  106.         else
  107.                 *_port_ &= ~_bit_;
  108. }

  110. bool GPIO::pwmThread()
  111. {
  112.         if (enable && micros() - timemark >= timecycle)
  113.         {
  114.                 timemark += timecycle;

  116.                 factor++;
  117.                 if (factor > grade)
  118.                         factor = 1;
  119.                 if (factor <= dutycycle)
  120.                         *_port_ |= _bit_;
  121.                 else
  122.                         *_port_ &= ~_bit_;
  123.                 return true;
  124.         }
  125. }
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ID:137736 发表于 2018-12-15 15:12 | 显示全部楼层
高！发现Arduino确实慢，部分代码用c写就好了。
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