Фоновая подсветка телевизора Ambilight

[SBorovkov]

вот, выкладываю сурсы.

Соединение такое:

PortD Pin7 (Arduino digital 7) соединен с RCK 74hc595 (Pin 12)

PortB Pin3 (Arduino digital 11) соединен с SI 74hc595 (Pin 14)
PortB Pin5 (Arduino digital 13) соединен с SCK 74hc595 (pin 11)

Код выполнен в AVR Studio, поэтому в нем нет
void Setup(void)
и
void loop(void)
вместо них единый
void main(void)

Brightness[48] - массив яркостей, который нужно показать.

Для примера яркость меняется по циклическому закону - увеличивается.

for (i=0;;i++)
{
_delay_ms(1);
for (uint8_t j=0;j<48;j++)
Brightness[j]++;
}

bitdata[6] (48 бит) побитово хранит то, что нужно выдать в 595-ые. Параллельно подключенные светодиоды одного цвета одной зоны соответствуют одному биту.
Когда начинается новая итерация ШИМ (PWM_Counter==0) bitdata заполняется битовыми единицами - 0xFF.

if (PWM_Counter==0)
{
// по умолчанию при PWM_Counter==0 все светодиоды горят, а затем гаснут по мере необходимости.
for (uint8_t l=0;l<6;l++)
bitdata[l]=0xff;


Затем, каждый элемент Brightness[] проверяется и если он меньше или равен PWM_Counter, то соответствующий бит в bitdata[] сбрасывается и этим гасится одна зона одного цвета.

Таким образом, из 256 итераций цикла (PWM_Counter от 0 до 255) каждый из 48 битов в bitdata[] установлен в 1 ровно столько итераций, сколько установлено в байтах яркости Brightness[].

Код тут оптимизирован, но несмотря на это код из таймера жрет порядка 70% процессорного времени. _delay_ms(1) реально длится 2.5 мс.

Если же повторяющийся кусок убрать в цикл, то быстродействие падает еще почти в полтора раза - _delay_ms(1) ждет уже 3.5 мс...

Замеры производились при оптимизации -O3.

Если же проводить замеры со стандартной для Arduino оптимизации -O2
то приведенный код дает
3.5 мс вместо _delay_ms(1)

а в случае замены повторяющегося куска циклом, таймер начинает потреблять 100% процессорного времени.

#define TCNT2_Const 256-9

uint8_t volatile PWM_Counter_v;
uint8_t Brightness[48];
uint8_t bitdata[6];


void SPI_MasterInit(void)
{
/* Set MOSI and SCK output, all others input */
DDRB |= (1<<3)|(1<<5);
/* Enable SPI, Master, set clock rate fck/2 */
SPSR =(1<<SPI2X);
SPCR = (1<<SPE)|(1<<MSTR);
}


void SPI_MasterTransmit(char cData)
{
    uint8_t a=SPSR;
    a=SPDR; // очищаем SPIF перед отправкой данных, чтобы этот бит выставился только после завершения отправки
    SPDR = cData;
}

void Out(void)
{
     while(!(SPSR & (1<<SPIF)));// ждем пока не завершится передача данных
    uint8_t a=SPDR;
    PORTD |= (1<<PIN7);
    PORTD &= ~(1<<PIN7); 
    PORTD = PORTD ^ (1<<PIN3);
}

SIGNAL(TIMER2_OVF_vect)
{
    TCNT2 = TCNT2_Const;

    Out();

    uint8_t PWM_Counter=PWM_Counter_v;
    
    {
        if (PWM_Counter==0)
        {
// по умолчанию при PWM_Counter==0 все светодиоды горят, а затем гаснут по мере необходимости.
            for (uint8_t l=0;l<6;l++)
                bitdata[l]=0xff;

        }

        uint8_t * Bright;
        Bright= &Brightness[0];
        for (uint8_t j=0;j<6;j++)
        {
            uint8_t CurrData=bitdata[j];
            uint8_t bit=1;
//            for (uint8_t k=0;k<8;k++)
// 0
            {
                if (*Bright<=PWM_Counter)
                    CurrData &= ~bit;
                bit=bit<<1;
                Bright++;
            }
// 1
            {
                if (*Bright<=PWM_Counter)
                    CurrData &= ~bit;
                bit=bit<<1;
                Bright++;
            }
// 2
            {
                if (*Bright<=PWM_Counter)
                    CurrData &= ~bit;
                bit=bit<<1;
                Bright++;
            }
// 3
            {
                if (*Bright<=PWM_Counter)
                    CurrData &= ~bit;
                bit=bit<<1;
                Bright++;
            }
// 4
            {
                if (*Bright<=PWM_Counter)
                    CurrData &= ~bit;
                bit=bit<<1;
                Bright++;
            }
// 5
            {
                if (*Bright<=PWM_Counter)
                    CurrData &= ~bit;
                bit=bit<<1;
                Bright++;
            }
// 6
            {
                if (*Bright<=PWM_Counter)
                    CurrData &= ~bit;
                bit=bit<<1;
                Bright++;
            }
// 7
            {
                if (*Bright<=PWM_Counter)
                    CurrData &= ~bit;
                bit=bit<<1;
                Bright++;
            }
            bitdata[j]=CurrData;

            SPI_MasterTransmit(CurrData); // выводим очередные 8 бит
        }
    }
    PWM_Counter_v++;
}

int main(void)
{
    PWM_Counter_v=255;// первым делом копируем данные в CurrBrihgtness
    uint8_t i;

    for (i=0;i<48;i++)
    {
        Brightness[i]=(1<<(i&7));
//        Brightness[i]=0;
    }

        

    PORTB = 0;
    PORTD = 0;
    DDRD |= (1<<PIN3);
    DDRD |= (1<<PIN7);

    SPI_MasterInit();

    TIMSK2 &= ~(1<<TOIE2); //разрешения прерывания по переполнению таймера/счетчика Т2  
    TCCR2A &= ~((1<<WGM21) | (1<<WGM20));// Режим работы таймера/счетчика 
    TCCR2B &= ~(1<<WGM22);// Режим работы таймера/счетчика 
    TCCR2B |= (1<<CS22);
    ASSR &= ~(1<<AS2);  //Выбор источника синхронизации таймера если AS2=0 от системного генератора 
    TCNT2 = TCNT2_Const; //  16000000/256/100/64=8 tcnt2=256-8=248.     
    TIMSK2 |= (1<<TOIE2);//Разрешение прерывания по переполнению Т2. 

    sei();



    for (;;)
    {
        _delay_ms(1);
        for (uint8_t j=0;j<48;j++)
            Brightness[j]++;
    }
    


} 

UPD: код я у себя тут еще оптимизировал, но выигрыш копеечный.