управление яркостью светодиода микроконтроллера rtos / bios

Прерывание в 5 микросекунд - это непростая задача для процессора с частотой 80 МГц, и у него останется мало времени для другой работы, а если вы не выполняете другую работу, вам вообще не нужно использовать прерывания - вы можете просто опросить счетчик часов; тогда для решения довольно тривиальной задачи все равно потребуется много процессора - да и ОСРВ тоже излишняя.

Лучший способ выполнить вашу задачу - использовать функцию таймера ШИМ (широтно-импульсная модуляция). После этого вы сможете точно регулировать яркость без дополнительных затрат на программное обеспечение; оставляя процессор заниматься более интересными делами.

Используя ШИМ, вы могли бы справиться с процессором с гораздо меньшей производительностью, если бы это было только светодиодное управление.

Если вы должны использовать прерывание / GPIO (например, ваш таймер не поддерживает генерацию ШИМ или светодиод не подключен к выводу, поддерживающему ШИМ), тогда было бы более эффективно установить таймер постепенно. Так, например, для mark: space 150: 105 вы должны установить таймер на 150 * 5 мкс (9,6 мс), при прерывании переключить GPIO, а затем установить таймер на 105 * 5 мкс (6,72 мс).

Основная проблема с вашим решением заключается в том, что обработчик прерывания не возвращает - прерывания должны выполняться до завершения и быть как можно более короткими и предпочтительно детерминированными по времени выполнения.

Без использования аппаратного ШИМ следующий фрагмент кода, вероятно, будет ближе к тому, что вам нужно:

#define PWM_QUANTA = 400 ; // 5us
static volatile uint8_t brightness = 150 ;
static Clock_Handle myClock ;


void setBrightness( uint8_t br )
{
  brightness = br ;
}

void SetUp(void)
{
  SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_2_5|SYSCTL_USE_PLL|SYSCTL_OSC_MAIN|SYSCTL_XTAL_16MHZ);
  GPIOPinTypeGPIOOutput(PORT_4, PIN_1);

  Clock_Params clockParams;
  Error_Block eb;
  Error_init(&eb);
  Clock_Params_init(&clockParams);

  clockParams.period = brightness * PWM_QUANTA ;

  clockParams.startFlag = TRUE;
  myClock = Clock_create(myHandler1, 400, &clockParams, &eb);
  if (myClock == NULL)
  {
    System_abort("Clock create failed");
  }
}

void myHandler1(void)
{
  static int pin_state = 1 ;

  // Toggle pin state and timer period
  if( pin_state == 0 )
  {
    pin_sate = 1 ;
    Clock_setPeriod( myClock, brightness * PWM_QUANTA ) ;
  }
  else
  {
    pin_sate = 0 ;
    Clock_setPeriod( myClock, (255 - brightness) * PWM_QUANTA ) ;
  }

  // Set pin state
  GPIOPinWrite(PORT_4, PIN_1, pin_state) ;
}

По настоянию Клиффорда я разрабатываю альтернативную стратегию для уменьшения нагрузки программного диммирования, поскольку обслуживание прерываний каждые 400 тактовых циклов может оказаться затруднительным. Конечно, предпочтительным решением должно быть использование аппаратной широтно-импульсной модуляции, когда это возможно.

Один из вариантов - установить прерывания только на флангах ШИМ. К сожалению, эта стратегия имеет тенденцию вводить гонки и дрейф по мере того, как проходит время, когда происходят корректировки, и плохо масштабируется для нескольких каналов.

В качестве альтернативы мы можем переключиться с широтно-импульсной модуляции на дельта-сигма. За концепцией стоит изрядная доля теории, но в данном контексте она сводится к как можно более быстрому включению и выключению вывода, сохраняя при этом среднее время включения, пропорциональное уровню затемнения. Как следствие, частота прерывания может быть уменьшена без снижения общей частоты переключения до видимого уровня.

Ниже приведен пример реализации:

// Brightness to display. More than 8-bits are required to handle full 257-step range.
// The resolution also course be increased if desired.
volatile unsigned int brightness = 150;

void Interrupt(void) {
 // Increment the accumulator with the desired brightness
 static uint8_t accum;
 unsigned int addend = brightness;
 accum += addend;
 // Light the LED pin on overflow, relying on native integer wraparound.
 // Consequently higher brightness values translate to keeping the LED lit more often
 GPIOPinWrite(PORT_4, PIN_1, accum < addend);
}

Ограничением является то, что частота переключения уменьшается с расстоянием от 50% яркости. Таким образом, последние N шагов, возможно, придется ограничить до 0 или 256, чтобы предотвратить видимое мерцание.

Да, и будьте осторожны, если потери при переключении вызывают беспокойство в вашем приложении.