Timer+Zeiten

Die Softwarestruktur eines uC-Programms sollte so aussehen, dass alle "üblichen" Arbeiten in einer Hauptschleife ausgeführt werden. Interrupt-Rotuinen setzen "nur" Flags oder verwalten FIFOs.

Zeiten können elegant über eine Struktur (ti) verwaltet werden, die eine Systemzeit (ti.Akt) und andere Aktionszeiten bzw. Triggerzeiten enthält.

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#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <stdint.h>
//...
volatile uint32_t gtiAkt;
typedef {
  uint32_t Akt; // Systemzeit in ms  
  uint32_t Toggle;  
  uint32_t Start;
  uint32_t Stop;
  uint32_t Rise;
  uint32_t Duration;
  // usw...
} tiStruct;
tiStruct ti;

// Timer-Compare Interrupt ISR, wird z.B. alle 10ms ausgefuehrt
ISR(TIMER1_COMPA_vect)
{
   gtiAkt+=10;
}
 
int main(void)
{
   uint_32t *tiptr;

   while (1) { // die HAUPTSCHLEIFE

      cli();           // Interupts (eigentlich nur Timerinterrupt) deaktivieren
      ti.Akt = gtiAkt; // Zeit atomar abholen
      if(ti.Akt&0xC0000000) {      // Zeitstempel laufen an die Obergrenze
         gtiAkt-=0x80000000;       // aktuelle Zeit und          tiptr = (uint_32t*)(ti);  // jeden Zeitstempel nach unten korrigieren
         sei();                    // Timerinterrupt kann hier schon wieder aktiviert werden
         for(char i=0; i<sizeof(ti)/sizeof(uint32_t); tiptr++) {  
           if(*tiptr>0x80000000) *tiptr-=0x80000000;
           else                  *tiptr=0;
         }
      }
      sei();           // Wenn nichts zu korrigieren gibt: hier Ints wieder aktivieren

      // LED blinken 
      if(ti.Akt>ti.Toggle) {
         LedPin = !LedPin;
         ti.Toggle = ti.Toggle+500; // Blinkfrequenz 1 Hz = 500ms an, 500ms aus
      }

      // Start-Zeitpunkt erreicht
      if(ti.Akt>ti.Start) {
         run = 1;
         ti.Start = ti.Akt + 100000;
         ti.Stop  = ti.Akt + 1000;
      }

      // Stop-Zeitpunkt erreicht
      if(ti.Akt>ti.Stop) {
         run = 0;
         ti.Start = ti.Akt + 2000;
         ti.Stop  = ti.Akt + 100000;
      }
   
      // Beispiel: Zeit ermitteln für Port-Pin high
      PortPinAkt = Portpin_Einlesen():
      if (PortPinAkt!=PortPinAlt) {       // Flanke am Portpin?
         if (PortPinAkt)                  // steigende Flanke
            ti.Rise = ti.Akt;             // --> Zeit merken
         else                             // fallende Flanke
            ti.Duration = ti.Akt-ti.Rise; // --> Betätigungsdauer ausrechnen
      }
      PortPinAlt = PortPinAkt;            // Pegel merken für Flankenerkennung

   } // Ende HAUPTSCHLEIFE
}

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Hier wird in einer Interruptroutine ein Millisekunden-Zähler hochgezählt und als Zeitbasis auf eine globale Struktur abgebildet. Auf diese systemweit einmalige Zeit werden dann alle lokalen Zeiten bezogen. Bei einem drohenden Überlauf wird von allen Zeiten in der ti-Struktur ein Offset abgezogen.