Hallo,
ich will drei ADC-Kanäle (0 bis 2) so schnell wie möglich hinter
einander abfragen, die Werte der Kanäle separat aufsummieren und nach
z.B. vier Wiederholungen die Mittelwerte bilden und die Messungen
beenden. Die Wandlungen sollen im Hintergrund laufen und den Prozessor
nicht warten lassen.
Wie macht man das am elegantesten? Hat jemand ein Beispiel?
StefanK schrieb:> so schnell wie möglich
1k schnell oder 1M schnell?
StefanK schrieb:> Wie macht man das am elegantesten?
Und elegant soll es auch noch sein.
Mir reicht es schon, wenn es funktioniert.
Die Frage ist so unspezifisch. Mit den gegebenen Angaben:
Akkumulatorregister auf 0 setzen.
Nacheinander Kanal auswählen, Wandlung starten, Ergebnis abwarten,
Ergebnis auf das jeweilige Akkumulatorregister addieren.
Das ganze viermal, dann den Inhalt der Akkumulatorregister durch vier
teilen.
Oder worauf bezieht sich die Frage genau?
Dann will ich mal mehr spezifizieren. Das ganze soll auf einem Arduino
entwickelt/getestet werden und später auf einem ATtiny laufen. Ich will
die Fähigkeit Des AD-Wandlers laufend zu messen geschickt nutzen, so
dass das Hauptprogramm nicht warten muss.
Dann geht es genauso, wie beschrieben.
Den ADC auf maximal 200 kHz konfigurieren (so kenne ich es von den AVR),
ADC-Interrupt aktivieren, Kanal auswählen und Wandlung starten.
Am Ende der Wandlung das Ergebnis auslesen, den nächsten Kanal auswählen
und die nächste Wandlung starten.
StefanK schrieb:> Dann will ich mal mehr spezifizieren.
Erwähne am besten nicht, was das werden soll, und warte, bis es
Sonnabend geworden ist.
ATTiny und möglichst schnell geht eher in Richtung schwarzer Schimmel.
Florian schrieb:> Dann geht es genauso, wie beschrieben.> Den ADC auf maximal 200 kHz konfigurieren (so kenne ich es von den AVR),> ADC-Interrupt aktivieren, Kanal auswählen und Wandlung starten.> Am Ende der Wandlung das Ergebnis auslesen, den nächsten Kanal auswählen> und die nächste Wandlung starten.
Danke Florian. Kann man in der Interruptroutine bereits auf den nächsten
Kanal umschalten und die nächste Wandlung für diesen anstossen?
Gibt es Beispiele für Implementierungen? Das ist doch vermutlich ein
Standardfall, dass man mehrere Kanäle direkt hintereinander auslesen
will.
StefanK schrieb:> Wie macht man das am elegantesten?
Indem man ersteinmal die Randbedingungen klar legt.
Welche ADCs kommen in Frage, wie hoch muss die Auflösung mindestens
sein, welche µCs kommen in Frage, was ist der Mindestwert für "so
schnell wie möglich", was darf es kosten?
Das hier kommt dem am nächsten, was ich suche:
https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial/Analoge_Ein-_und_Ausgabe#Der_interne_ADC_im_AVR
/* ADC Einzelmessung */
uint16_t ADC_Read( uint8_t channel )
{
// Kanal waehlen, ohne andere Bits zu beeinflußen
ADMUX = (ADMUX & ~(0x1F)) | (channel & 0x1F);
ADCSRA |= (1<<ADSC); // eine Wandlung "single conversion"
while (ADCSRA & (1<<ADSC) ) { // auf Abschluss der Konvertierung
warten
}
return ADCW; // ADC auslesen und zurückgeben
}
...und genau das "warten" will ich vermeiden:
while (ADCSRA & (1<<ADSC) ) { // auf Abschluss der Konvertierung
warten
}
> Kann man in der Interruptroutine bereits auf den nächsten> Kanal umschalten und die nächste Wandlung für diesen anstossen?
Warum nicht?
Woher sollte der ADC wissen, ob er im Hauptprogramm oder in der ISR
gestartet wird?
StefanK schrieb:> Wie macht man das am elegantesten? Hat jemand ein Beispiel?
Nacheinander auslesen!
Beispiel?
Nicht 100%. Einfach umzubauen.
StefanK schrieb:> Dann will ich mal mehr spezifizieren. Das ganze soll auf einem> Arduino> entwickelt/getestet werden und später auf einem ATtiny laufen. Ich will> die Fähigkeit Des AD-Wandlers laufend zu messen geschickt nutzen, so> dass das Hauptprogramm nicht warten muss.
Auch kein Problem.
Rainer W. schrieb:> Welche ADCs kommen in Frage, wie hoch muss die Auflösung mindestens> sein, welche µCs kommen in Frage, was ist der Mindestwert für "so> schnell wie möglich", was darf es kosten?
Interner ADC des ATMega328P zum entwickeln und wenn fertig auf Target
ATtiny13 portieren, Auflösung 10bit. Kein extra AD-Wandler.
Wichtig ist mir, dass das Hauptprogramm nicht warten muß, bis der AD die
Wandlungen beendet hat. Und da hapert es mit dem Beispiel im o.g.
Tutorial.
S. L. schrieb:> Woher sollte der ADC wissen, ob er im Hauptprogramm oder in der ISR> gestartet wird?
Das weiß der AD natürlich nicht. Aber bis die Messung des neuen Kanals
von der Interruptroutine angestossen ist, hat der AD vlt schon mit der
Messung des alten Kanals weitergemacht.
Auch Ulli auf seiner Roboterseite wartet:
https://ullisroboterseite.de/avr-libs-adc.html#avg-source
for(i=0; i< AdcAvgCount; i++)
{ // Eine Wandlung
ADCSRA |= (1<<ADSC);
// Auf Ergebnis warten...
while(ADCSRA & (1<<ADSC));
result += ADCW;
}
warten ist doof!
Vorschlag: ausprobieren!
Also:
1. Ihr Beispiel (von wem auch immer) mit dem Warten.
2. Umschreiben auf Interrupt nach Wandlung, d.h. ohne Warten.
3. mehrere Kanäle mit dem Umschalten in der ISR.
S. L. schrieb:> Vorschlag: ausprobieren!> Also:> 1. Ihr Beispiel (von wem auch immer) mit dem Warten.> 2. Umschreiben auf Interrupt nach Wandlung, d.h. ohne Warten.> 3. mehrere Kanäle mit dem Umschalten in der ISR.
Klingt nach einem guten Vorschlag. Danke, auch an Florian.
StefanK schrieb:> Wichtig ist mir, dass das Hauptprogramm nicht warten muß, bis der AD die> Wandlungen beendet hat.
Das Hauptprogramm muss nicht warten. Es kann während dessen beliebigen
anderen Aktionen nachgehen und dann mit einem Interrupt auf das ADIF
reagieren.
Was dein "so schnell wie möglich" betrifft, hast du mit einem ATmega328
das Problem, dass er nur einen einzigen ADC besitzt, d.h. du kannst den
Kanal sowieso erst umschalten und die nächste Messung starten, wenn die
erste Wandlung fertig ist. Parallele Messung ist damit nicht möglich.
Die Wandlungszeit beträgt 13 ADC Clock Zyklen, da lässt sich nichts dran
abkürzen, wenn du die volle Auflösung nutzen möchtest.
Beispiel aus meiner Wühlkiste, leicht modifiziert!
Tuts für die üblichen Arduino AVR Boards und dem t45 und t85
Zeigt den grundsätzlichen Ablauf.
Wenn gewünscht, gibts auch die Lib, die ist aber noch relativ
unaufgeräumt.
StefanK schrieb:> ...und genau das "warten" will ich vermeiden:> while (ADCSRA & (1<<ADSC) ) { // auf Abschluss der Konvertierung> warten> }
Mir war nicht klar, dass diese Warteschleife der Kern der Frage ist.
Deshalb gingen meine Antworten etwas daran vorbei.
Aber mit den anderen Antworten sollte es jetzt ja klar sein.
Ja mein Gott dann mach doch einfach mal. Einfach mal was ohne ein
Beispielcode, ohne Copy&Paste ohne Vorlage MACHEN.
Schau in das scheiß Datenblatt.
Aber nööööö, bevor man 5 Zeilen Code schreibt erstmal Thread im Forum
aufmachen.
Cyblord -. schrieb:> erstmal Thread im Forum aufmachen.
.... und 100 Beiträge generieren/provozieren. Tagelang
warten bis einem die gebratenen Tauben in den Mund fliegen.
Cyblord -. schrieb:> Aber nööööö, bevor man 5 Zeilen Code schreibt erstmal Thread im Forum> aufmachen.
Was erwartest du?
Es reicht ja nicht einmal für eine vernünftige gestellte Frage, aus der
wenigstens die Randbedingungen klar hervor gehen - aber ist ja
einfacher, irgendwelche Anforderungen ins Forum zu kippen, als selber zu
denken.
Leute, die (zugegeben etwas dürftigen) Voraussetzungen waren doch gleich
zu Beginn offensichtlich - es wurde niemand gezwungen weiterzulesen.
Erinnert mich an Watzlawicks 'alte Jungfer' in 'Anleitung zum
Unglücklichsein'.
Wenn die ISR ausgeführt wird, ist der ADC schon mit der nächsten Messung
beschäftigt. Wenn die ISR den Kanal nun wechselt, gilt das erst für die
danach folgende Messung (die übernächste).
Mi N. (msx) schrieb:
> ATTiny und möglichst schnell geht eher in Richtung schwarzer Schimmel.
Der TO hatte "mehr spezifiziert" und einen Arduino als Hardware genannt.
Somit ist ein Mega328 als µC anzunehmen.
Was soll da z.B. auf einem Tiny25 langsamer laufen?
Bei beiden ist 200 kHz ADC-Takt das Limit für volle Auflösung.
Bei beiden dauert eine Wandlung 13 ADC-Takte.
Bei beiden fällt bei der max. Speed von 20 MHz die Rechnerei (Summierung
und Mittelwert) kaumt in's Gewicht.
????
ChatGPT meint dazu
"Super! Der ATmega328 (wie auf dem Arduino Uno) hat einen eingebauten
ADC (Analog-Digital-Wandler), den man effizient nicht-blockierend mit
Interrupts benutzen kann. Damit kannst du Messungen durchführen, ohne
dass dein Programm anhalten muss.
🛠️ Ziel:
Nicht-blockierende ADC-Messung auf dem ATmega328 mit Interrupts.
Ergebnis soll z. B. in einer globalen Variable gespeichert werden.
✅ So funktioniert es:
ADC wird im Hintergrund gestartet.
Wenn die Wandlung fertig ist, löst der ADC einen Interrupt aus.
Im ISR (Interrupt Service Routine) holst du das Ergebnis ab und
speicherst es z. B. in einer globalen Variable.
📜 Beispielcode in C (für Atmel Studio oder avr-gcc)"
1
#define F_CPU 16000000UL
2
#include<avr/io.h>
3
#include<avr/interrupt.h>
4
5
volatileuint16_tadc_result=0;
6
7
voidadc_init(void){
8
ADMUX=(1<<REFS0);// AVcc als Referenz, ADC0 als Eingang
9
ADCSRA=(1<<ADEN)|// ADC einschalten
10
(1<<ADIE)|// Interrupt einschalten
11
(1<<ADPS2)|(1<<ADPS1)|(1<<ADPS0);// Prescaler 128
12
sei();// globale Interrupts aktivieren
13
}
14
15
voidadc_start_conversion(void){
16
ADCSRA|=(1<<ADSC);// Start ADC-Konvertierung
17
}
18
19
ISR(ADC_vect){
20
adc_result=ADC;// Ergebnis in globale Variable speichern
21
// Optional: adc_start_conversion(); // Neue Messung direkt starten (Dauerbetrieb)
22
}
23
24
intmain(void){
25
adc_init();
26
adc_start_conversion();// erste Messung starten
27
28
while(1){
29
// Hauptprogramm läuft weiter, ohne zu blockieren
30
// z. B. LED steuern, andere Tasks bearbeiten
31
}
32
}
Naja, prinzipiel erstmal richtig, wenn gleich unvollständig.
Ralf K. schrieb:> Der TO hatte "mehr spezifiziert" und einen Arduino als Hardware genannt.> Somit ist ein Mega328 als µC anzunehmen.> Was soll da z.B. auf einem Tiny25 langsamer laufen?>> Bei beiden ist 200 kHz ADC-Takt das Limit für volle Auflösung.
Bei 1 MHz kann man auch 6 Bit erhalten.
Wo hatte der TO denn volle Auflösung gefordert?
Eine Antwort zeigte 12 Bit Auflösung bei 375 ksps, eine andere dann
'adcCallCack' bei Arduino und selbst "Ulli auf seiner Roboterseite
wartet", weil alles so schwierig ist.
Schon klar, alles ein kleiner Spaß zum Freitag ;-)
Etwas besser, wenn gleich nicht gut
"Ah, das macht Sinn! Du möchtest den Mittelwert der Messungen bilden und
gleichzeitig den ADC mit maximaler Geschwindigkeit betreiben. Kein
Problem – beides lässt sich leicht einbauen!
🔧 Ziel:
Maximale ADC-Datenrate: Der ADC des ATmega328 läuft mit einer
maximalen Taktfrequenz von 200 kHz bei einer Referenzfrequenz von 16
MHz. Um dies zu erreichen, muss der ADC mit einem Prescaler von 2
betrieben werden.
Mittelwertbildung: Du willst mehrere Messungen sammeln und den
Mittelwert berechnen, um Störungen zu glätten.
🏎️ Maximale ADC-Geschwindigkeit:
Der ADC benötigt bei einem Prescaler von 2 nur 13 Takte pro Messung.
Bei einem 16 MHz Systemtakt läuft der ADC mit 16 MHz / 2 = 8 MHz, was
eine maximal mögliche Frequenz von 200 kHz ergibt."
FALSCH! Soviel zum Thema KI! Ein mit Exabyte aufgepumpter
"Zauberlagorithums" fabuliert einfach was zusammen, das in Teilen
korrekt ist, in Summe logisch aber falsch. Naja . . .
"🧮 Mittelwert berechnen:
Wir sammeln eine feste Anzahl an Messungen, addieren sie und teilen sie
durch die Anzahl der Messungen, um den Mittelwert zu erhalten.
📜 Code mit Mittelwert und maximaler Geschwindigkeit:"
1
#define F_CPU 16000000UL
2
#include<avr/io.h>
3
#include<avr/interrupt.h>
4
5
#define NUM_SAMPLES 10 // Anzahl der Messungen für den Mittelwert
S. L. schrieb:> Im 'Single Conversion Mode'?
Der TO hatte nach dem free running Modus gefragt.
StefanK schrieb:> ich will drei ADC-Kanäle (0 bis 2) so schnell wie möglich hinter> einander abfragen
und
> Die Wandlungen sollen ... den Prozessor> nicht warten lassen.
Mit dem Hinweis auf den Free running modus schafft es auch ChatGPT. Hmm,
not bad. Aber ist da WIRKLICH die Zukunft der Softwareentwicklung? Ich
meine, ich musste erst die entscheidenden Stichworte geben? Wenn ich die
aber nicht kenne, weil mir das Problem bzw. dessen Lösung unbekannt
sind, was macht man dann?
Beispielcode mit Free Running Modus und Mittelwertbildung in der ISR:
1
#define F_CPU 16000000UL
2
#include<avr/io.h>
3
#include<avr/interrupt.h>
4
5
#define NUM_SAMPLES 10 // Anzahl der Messungen für den Mittelwert
Stefan Frings vermutete:
> Der TO hatte nach dem free running Modus gefragt.
Ich denke, StefanK hatte bis heute abend den Unterschied zwischen 'free
running' und 'single conversion' gar nicht gekannt - Sie haben das
hineininterpretiert.
S. L. schrieb:> Stefan Frings vermutete:>> Der TO hatte nach dem free running Modus gefragt.
Lass die Finger von Dingen, die du nicht verstehst.
Mit deiner Editiererei hast du als Alleinstellungsmerkmal erreicht, dass
der Link auf den zitierten Beitrag nicht mehr funktioniert.
S. L. schrieb:>> Wenn die ISR ausgeführt wird, ist der ADC schon mit der>> nächsten Messung beschäftigt.>> Im 'Single Conversion Mode'?> Na, Stefan Frings ...
Ja ihm fehlen so viele Grundlagen...
Falk B. schrieb:> Aber ist da WIRKLICH die Zukunft der Softwareentwicklung? Ich> meine, ich musste erst die entscheidenden Stichworte geben?
Bin gespannt, wann es den ersten Studiengang mit Abschluss
Dipl. KI-Prompter gibt.
Georg M. schrieb:> ATtiny mit 2x ADC.
Bringen einem 2 ADC so viel mehr wenn man eigentlich 3 braucht? 😄
StefanK schrieb:> Ich will drei ADC-Kanäle (0 bis 2)
Wenn man es richtig schnell haben will, soll er bei den G von STM32 oder
so vorbei schauen. Die haben teilweise schon Mittelwert Filter in HW und
3-5 komplette ADCs mit bis 4MSPS. Da muss die CPU garnichts machen.
Ich bin mir nicht ganz sicher, aber ich meine dass es auch ein
Peripheral gab das summieren kann (könnte aber auch der H7 gewesen sein
bin ich nicht sicher). Wenn das der Fall ist würden 3 DMA und das
Peripheral voll den Rest machen. Ohne CPU.
Viel Spaß beim Datenblatt lesen 😁
Das Problem beim AVR ADC ist, dass nach dem Kanalwechsel extra Zyklen
anfallen, i.W. dauert die erste ADC Konvertierung so lange wie die erste
Konvertierung nach Aktivierung des ADC.
Ist also recht langsam.
In den Datenblättern steht dazu nix. Hatte ich vor Jahren mal beim
Atmel-Support nachgefragt.
Hallo,
Johann L. schrieb:> In den Datenblättern steht dazu nix.
Datenblatt ATmega8/L (2486AA-AVR-02/2013), Kapitel "ADC Input Channels",
Seite 194:
"In Free Running mode, always select the channel before starting the
first conversion. The channel selection may be changed one ADC clock
cycle after writing one to ADSC. However, the simplest method is to wait
for the first conversion to complete, and then change the channel
selection. Since the next conversion has already started automatically,
the next result will reflect the previous channel selection. Subsequent
conversions will reflect the new channel selection."
rhf
N. M. schrieb:> Wenn man es richtig schnell haben will, soll er bei den G von STM32 oder> so vorbei schauen. Die haben teilweise schon Mittelwert Filter in HW und> 3-5 komplette ADCs mit bis 4MSPS. Da muss die CPU garnichts machen.
Da es hier um den ATmega328 mit seinem doch eher gemächlichen ADC Clock
geht, spielt die CPU-Zeit für die Mittelung, in Relation zur
Wandlungszeit, für die erreichbare Abtastrate fast keine Rolle.
Johann L. schrieb:> Das Problem beim AVR ADC ist, dass nach dem Kanalwechsel extra Zyklen> anfallen, i.W. dauert die erste ADC Konvertierung so lange wie die erste> Konvertierung nach Aktivierung des ADC.>> Ist also recht langsam.
Ist das so?
Die komplette Messsequenz 3*4 benötigt hier bei einem ADC-Teiler /64
rund 10800 Takte, also pro Messung 900 System- bzw. 14 ADC-Takte. Laut
Datenblatt dauert eine Wandlung 13 ADC-Takte, die Differenz von ca. 1
ADC-Takt bzw. 64 Systemtakte geht beim Interrupthandling verloren.
Falk B. schrieb:> Beispielcode mit Free Running Modus und Mittelwertbildung in der ISR:
Halbiert die Abfragerate bei mehr als einem Kanal, da jede 2te Messung
verworfen werden muss.
Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb:> Der TO hatte nach dem free running Modus gefragt.
Nur in deiner Fantasie.
Gunnar F. schrieb:> och, das ist ja noch recht kompakt im Vergleich zum Referenzmanual!
Erst das eine, dann das andere 😄
Rainer W. schrieb:> Da es hier um den ATmega328 mit seinem doch eher gemächlichen ADC Clock> geht, spielt die CPU-Zeit für die Mittelung, in Relation zur> Wandlungszeit, für die erreichbare Abtastrate fast keine Rolle.
Ja, er hatte es erst sehr allgemein geschrieben und wollte so schnell
wie möglich 3 ADC Werte haben.
StefanK schrieb:> ich will drei ADC-Kanäle (0 bis 2) so schnell wie möglich hinter> einander abfragen
Erst später wurde dann ein ATMega/Tiny gesetzt.
N. M. schrieb:> Ja, er hatte es erst sehr allgemein geschrieben und wollte so schnell> wie möglich 3 ADC Werte haben.> ...> Erst später wurde dann ein ATMega/Tiny gesetzt.
Das merkt jedoch nur der Leser, der alle Beiträge in der Reihenfolge
ihres Entstehens gelesen hat.
Vermutlich sind die Anforderungen (mal wieder) ganz trivial, sodaß es
egal ist, ob ADC-Werte 'möglichst schnell', 'sofort' oder 'unmittelbar'
zur Verfügung stehen.
Ich denke, der TO weiß selber nicht, was er braucht oder will. Sonst
könnte er das ja einfach mal mitteilen.
Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb:> "Möglichst schnell" erfordert jedenfalls den Free-running Mode denn nur> dann arbeitet der ADC ohne Pausen zwischen den Messungen.
Nein!
Stichwort: gesperrte Interrupts.
In welcher Phase befindet sich der ADC? Wann darf ein neuer Kanal
gewählt werden? Welcher Wert gehört dann zu welchem Kanal?
Nach der Eingangsfrage des TO hätte ich in Bezug auf 'möglichst schnell'
beispielsweise einen STM32F/G/Hxyz vorgeschlagen. Ein einzelner ADC im
'scan modus' und Ablage der Einzelwert per DMA wäre 'recht schnell'.
Ein kleiner, feiner µC ist schon der STM32G031, der neben dem 'scan
modus' auch noch 'oversampling' zur Filterung bietet.
Das nutzt aber nur, wenn man weiß, was man will.
Mi N. schrieb:> Wann darf ein neuer Kanal gewählt werden?
Jederzeit. Der neue Kanal gilt dann für die nächste Messung, die nach
der gerade laufenden kommt. Also für das übernächste Messergebnis. Damit
kann man lückenlos Kanalwechsel implementieren, so dass der ADC ohne
Pause mit seiner maximalen Geschwindigkeit durch arbeitet.
Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb:> Der neue Kanal gilt dann für die nächste Messung, die nach> der gerade laufenden kommt. Also für das übernächste Messergebnis.
'Übernächstes Messergebnis'? Und das soll schnell sein?
Mi N. schrieb:> 'Übernächstes Messergebnis'? Und das soll schnell sein?
Ja das ist schnell. Beispiel:
Du startest den ADC im free-running Modus auf Kanal 1 und gibst ihm
direkt danach (genauer gesagt: einen ADC Takt später) den Befehl, zum
Kanal 2 zu wechseln.
Wenn er Kanal 1 gemessen hat, wird er die ISR zum ersten mal aufrufen.
Während diese ausgeführt wird, misst der ADC bereits den Kanal 2 und du
kannst schon den Befehl zum Wechsel auf Kanal 3 eben.
Wenn er Kanal 2 gemessen hat, wird er die ISR zum zweiten mal aufrufen.
Während diese ausgeführt wird, misst der ADC bereits den Kanal 3.
Wenn er Kanal 3 gemessen hat, wird er die ISR zum dritten mal aufrufen.
Das alles passiert, ohne den ADC zwischenzeitlich anzuhalten
(free-running). Ohne den free-running Modus müsste der ADC nach jeder
Messung pausieren und per Software zur Fortsetzung getriggert werden.
Das dauert länger.
Mi N. schrieb:>> Stichwort: gesperrte Interrupts.> Was hast Du daran nicht verstanden?
Das habe ich ignoriert, weil der TO das nicht gefordert hat. Vermutlich
hast du den Aspekt nur eingebracht, um mir widersprechen zu können.
Arduino F. schrieb:> Du irrst!
Auch für dich:
Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb:> In der Kürze liegt die Würze, aber man kann es auch übertreiben. So ganz> ohne Begründung hilft der Kommentar nur dir.
Das ist so typisch für dieses Forum. Irgendwer rotzt eine unüberlegte
und schlampig hingeworfene Frage rein und dann streiten sich tagelang
die Experten. Immerhin Respekt vor soviel Hilfsbereitschaft. Ich erwarte
mehr Sorgfalt von einem Fragesteller.
Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb:> Auch für dich:
Ja ja...
Ich möchte dein übersteigertes Selbstbewusstsein nicht mit Fakten
belasten die dir offensichtlich nicht schmecken.
Johann L. schrieb:> Das Problem beim AVR ADC ist, dass nach dem Kanalwechsel extra Zyklen> anfallen, i.W. dauert die erste ADC Konvertierung so lange wie die erste> Konvertierung nach Aktivierung des ADC.
Das kann ich nicht bestätigen. Siehe Anhang. Arduino UNO mit ATmega328P.
Ich messe 38,459kHz am Testpin PB0. Das macht 76,918 KHz ISR-Frequenz.
x13x16=16MHz. D.h. jede Messung braucht wie im Datenblatt beschrieben 13
ADC-Takte. Und das mit Wechsel des ADC-Kanals nach jeder Messung. Das
Testsignal ist sogar jitterfrei (auch durch Nutzung von sleep_mode()).
Mit Single Shot Betrieb und Neustart per CPU in der ISR kommt man nur
auf 29,4099kHz am Testpin, weil der ADC ja halt ein paar Takte inaktiv
ist, bis die ISR angesprungen der ADC neu gestartet worden ist.
> In den Datenblättern steht dazu nix. Hatte ich vor Jahren mal beim> Atmel-Support nachgefragt.
Gilt das für ALLE AVR oder nur für sehr alte Modelle?
Wenn man also mal eine Zeitbasis braucht und alle Timer belegt sind, der
ADC kann das auch!
PS Laut Datenblätter ist ein KANALwechsel ohne "Strafzeit" möglich. Nur
das Einschalten des ADC (ADEN) bedingt eine Messzeit von 25 statt 13
Takten. Ebenso ist ein Umschalten der ADC-Referenz mit zusätzlichen
Verzögerungen behaftet, das liegt aber an der Referenz, nicht direkt am
ADC.
Falk B. schrieb:> Johann L. schrieb:>> Das Problem beim AVR ADC ist, dass nach dem Kanalwechsel extra Zyklen>> anfallen, i.W. dauert die erste ADC Konvertierung so lange wie die erste>> Konvertierung nach Aktivierung des ADC.>> Das kann ich nicht bestätigen. Siehe Anhang.
Bei gleicher Genauigkeit?
Johann L. schrieb:> dass nach dem Kanalwechsel extra> Zyklen anfallen...> In den Datenblättern steht dazu nix.
Das steht nicht im Datenblatt, weil es nicht stimmt. Es fallen keine
Extrazyklen an.
Arduino F. schrieb:> Ich möchte dein übersteigertes Selbstbewusstsein nicht mit Fakten> belasten die dir offensichtlich nicht schmecken.
Sieht mir eher nach einem Fall aus, wo jemand persönlich wird, nachdem
ihm die Argumente ausgegangen sind.
Johann L. schrieb:>> Das kann ich nicht bestätigen. Siehe Anhang.>> Bei gleicher Genauigkeit?
Das war doch gar nicht die Frage. Nein, die hab ich nicht gemessen.
Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb:> Johann L. schrieb:>> dass nach dem Kanalwechsel extra>> Zyklen anfallen...>> In den Datenblättern steht dazu nix.>> Das steht nicht im Datenblatt, weil es nicht stimmt. Es fallen keine> Extrazyklen an.
Ok, danke für die Information.
Dann hat mir der Atmel Support damals Käse erzählt.
Johann L. schrieb:> Falk B. schrieb:>> Johann L. schrieb:>>> Das Problem beim AVR ADC ist, dass nach dem Kanalwechsel extra Zyklen>>> anfallen, i.W. dauert die erste ADC Konvertierung so lange wie die erste>>> Konvertierung nach Aktivierung des ADC.>>>> Das kann ich nicht bestätigen. Siehe Anhang.>> Bei gleicher Genauigkeit?
Ja.
Zumindest bei meinem ATmega328P von '1545'.
Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb:> Ja das ist schnell. Beispiel:>> Du startest den ADC im free-running Modus auf Kanal 1 und gibst ihm> direkt danach (genauer gesagt: einen ADC Takt später) den Befehl, zum> Kanal 2 zu wechseln ...
Da stellt sich die Frage: wie sieht das konkret aus? Sprich: das
dazugehörende Programm zeigen, gemäß der Anforderung 'Messsequenz 3*4' -
wieviele Systemtakte werden benötigt?
S. L. schrieb:> Da stellt sich die Frage: wie sieht das konkret aus?
Da ist keine Frage, denn Arduino ist als eine der Ziel/Testplattformen
genannt.
Damit sind die Diversen Interrupts mit im Spiel
UART millis() I2C und wohl noch weitere.
Mal unabhängig von Arduino - Stefan Frings kann als alter Hase sicher
ohne dieses Hilfsmittel programmieren.
Nach seiner Theorie müsste er mit dem 'free running mode' auf eine
Taktanzahl von 3 4 13 * ADC_Teiler plus ein Bisschen kommen - das
würde ich gerne sehen; und gegebenenfalls dazulernen, denn ich komme,
wie oben geschrieben, auf rund 10800 Takte.
PS:
3 mal 4 mal 13 mal ADC_Teiler plus ein Bisschen
single conversion mode: 10800 Takte bei einem ADC-Teiler von 64
S. L. schrieb:> Mal unabhängig von Arduino - Stefan Frings kann als alter Hase sicher> ohne dieses Hilfsmittel programmieren.> Nach seiner Theorie müsste er mit dem 'free running mode' auf eine> Taktanzahl von 3 4 13 * ADC_Teiler plus ein Bisschen kommen - das> würde ich gerne sehen; und gegebenenfalls dazulernen,
Das steht praktisch schon hier. Ich habe nur das Auslesen und Speichern
der ADC-Werte für den Test entfernt.
Beitrag "Re: ADC-Kanäle sukzessive abfragen"> denn ich komme,> wie oben geschrieben, auf rund 10800 Takte.
Es sind
1
3*4*13*64=9984
3 ADC-Kanäle
4 Samples / Kanal
13 ADC-Takte/Messung
64 Teilerfaktor für ADC-Takt
Es wird im Freerun Mode KEIN zusätzlicher ADC-Takt für Interrupts
verschwendet! Nur im manuellen Modus, wenn die CPU immer wieder den
Startschuß geben muss.
Erstmal danke - das Programm (hatte ich völlig übersehen) ist ja sehr
kompakt.
Sehe ich das richtig: der ADC-Kanal wird mitten im 1. ADC-Takt
umgeschaltet?
> Ich habe nur das Auslesen und Speichern> der ADC-Werte für den Test entfernt.
Wie sehen die ADC-Werte für die 3 Kanäle aus?
PS:
"Once the conversion starts, the channel and reference selection is
locked ..."
Okay, damit ist der 1. Punkt geklärt und eigentlich auch der 2.
Nochmals danke, einen schönen Abend noch ...
S. L. schrieb:> Erstmal Danke - das Programm (hatte ich völlig übersehen) ist ja sehr> kompakt.>> Sehe ich das richtig: der ADC-Kanal wird mitten im 1. ADC-Takt> umgeschaltet?
Nö. Das MUX-Register wird mit dem neuen Kanal geladen. Das hat aber in
dem Moment keinen Einfluß auf den laufenden ADC-Vorgang. Denn der Wert
wird beim Start intern in einen "unsichtbaren" Speicher übernommen und
die MUX damit eingestellt.
Siehe Datenblatt, ADMUX.
"If these bits are changed during a conversion, the change will not go
in effect until this conversion is complete (ADIF in ADCSRA is set)."
"The MUXn and REFS1:0 bits in the ADMUX Register are single buffered
through a temporary register to which the CPU has random access. This
ensures that the channels and reference selection only takes place at a
safe point during the conversion. The channel and reference selection is
continuously updated until a conversion is started. Once the conversion
starts, the channel and reference selection is locked to ensure a
sufficient sampling time for the ADC."
>> Ich habe nur das Auslesen und Speichern>> der ADC-Werte für den Test entfernt.>> Wie sehen die ADC-Werte für die 3 Kanäle aus?
Was meinst du damit?
Falk B. schrieb:> Siehe Datenblatt, ADMUX.>> "If these bits are changed during a conversion, the change will not go> in effect until this conversion is complete (ADIF in ADCSRA is set)."
Die Sache ist relativ einfach. Nehmen wir mal an, die ADC-ISR wird
aufgerufen, während die Wandlung mit der Kanalnummer n läuft. Dann
enthält das ADC-Ergebnisregister den Wert des Kanals n - 1. Und die ISR
muß die Parameter für den Kanal n + 1 setzen. Plus und Minus sind
natürlich zyklisch entsprechend der Anzahl der Kanäle zu
betrachen/benutzen.
Da fehlt dann aber noch ein kleines (aber wichtiges) Stück Wahrheit. Zu
Beginn einer "conversion" gibt es leider eine kleine Zeitspanne, in der
trotz formal bereits laufender Wandlung noch wirksam am Setup der
"aktuellen" Wandlung manipuliert werden kann. Zumindest bei einigen
Devices war das so. Sprich: Hardware-Bug beim Register-Buffering, die
Übernahme der gepufferten Konfigwerte in die ADC-Hardware erfolgte zum
falschen Zeitpunkt im Wandlerzyklus, nicht zum Zeitpunkt der
Interuptauslösung sondern erst etwas später. Das verkompliziert die
Sache etwas. Zumindest bei den Devices, die von diesem Bug betroffen
sind.
Danke für die Bereitstellung des Programms.
Vielleicht mache ich ja etwas falsch, aber:
Ich lege auf: ADC0 0.0 V, ADC1 3.0 V, ADC2 2.5 V.
Erwarte also die Werte 0, 614, 512.
Erhalte in adc_avg[0] 380, adc_avg[1] 0, adc_avg[2] 608.
Es scheint also mit adc_avg[0] (der Wert für ADC2) etwas nicht zu
stimmen.
PS:
bei Ucc= 5.0 V
S. L. schrieb:> Es scheint also mit adc_avg[0] (der Wert für ADC2) etwas nicht zu> stimmen.
Dann beseitige den Fehler.
Wo im Programm wird welcher Kanal gewählt, wann läuft die Wandlung, was
kommt raus, wie geht es in die Mittelung ein und wo wird das Ergebnis
abgelegt? Nimm einen Debugger und verfolge Schritt für Schritt was
passiert.
Genauso, wie man eine neu entwickelte Schaltung Schritt für Schritt in
Betrieb nimmt, ist das auch bei der Softwareentwicklung sinnvoll.
S. L. schrieb:> Danke für die Bereitstellung des Programms.>> Vielleicht mache ich ja etwas falsch, aber:>> Ich lege auf: ADC0 0.0 V, ADC1 3.0 V, ADC2 2.5 V.> Erwarte also die Werte 0, 614, 512.> Erhalte in adc_avg[0] 380, adc_avg[1] 0, adc_avg[2] 608.
Offensichtlich berücksichtigt das Programm die zyklische Verschiebung um
1 nicht korrekt. Siehe:
Beitrag "Re: ADC-Kanäle sukzessive abfragen"
Holt man das mal nach, kommt raus:
adc_avg[0] 0, adc_avg[1] 608, adc_avg[2] 380
Und das sieht doch schon ganz gut aus.
Der Restfehler? Wie war denn der Innenwiderstand der jeweiligen Quellen
und mit welchem ADC-Tak wurde gemessen?
Ob S. schrieb:> Offensichtlich berücksichtigt das Programm die zyklische Verschiebung um> 1 nicht korrekt. Siehe:
Kann sein, sollte aber eigentlich nicht.
> Beitrag "Re: ADC-Kanäle sukzessive abfragen"> Holt man das mal nach, kommt raus:
Was hast du geändert?
> adc_avg[0] 0, adc_avg[1] 608, adc_avg[2] 380
> Und das sieht doch schon ganz gut aus.
Darum ging es mir nicht, sondern um die Diskrepanz zwischen 380 und 512:
3*512/4 = 380: adc_avg[0] scheint dreimal ADC2 und einmal ADC0 zu
messen.
Ob S. schrieb:> Offensichtlich berücksichtigt das Programm die zyklische Verschiebung um> 1 nicht korrekt. Siehe:
Stimmt. Die Sache ist etwas kniffeliger als es auf den ersten Blick
aussieht. Hier die korrigierte Version, sollte jetzt passen.
S. L. schrieb:> Darum ging es mir nicht, sondern um die Diskrepanz zwischen 380 und 512:> 3*512/4 = 380: adc_avg[0] scheint dreimal ADC2 und einmal ADC0 zu> messen.
Um das auszuschließen: Welche Impedanz haben die Spannungen an den
Eingängen?
Falk B. schrieb:> ATmega328P, aka Arduino Uno/Micro/Nano
Du meinst bestimmt den Mini oder Pro Mini.
Der Micro hat einen ATMega32U4 auf dem Board.
Dessen ADC ist dem vom 328P ähnlich, aber nicht gleich.
Funktioniert dein Programm wirklich mit dem 32U4?
Ich habe es nicht getestet.
Falk B. schrieb:> Hier die korrigierte Version, sollte jetzt passen.
Ich bekomme jetzt 474, 510, 0.
Frage am Rande: warum probieren Sie es nicht selbst aus?
> Die Sache ist etwas kniffeliger als es auf den ersten Blick aussieht.
Jedenfalls wäre StefanK überfordert, falls er überhaupt noch mitliest -
wir haben die Sphäre des "warten ist doof!" verlassen.
S. L. schrieb:>> Hier die korrigierte Version, sollte jetzt passen.>> Ich bekomme jetzt 474, 510, 0.>> Frage am Rande: warum probieren Sie es nicht selbst aus?
Weil ich auch manchmal faul bin ;-)
Falk B. schrieb:> S. L. schrieb:>>> Hier die korrigierte Version, sollte jetzt passen.>>>> Ich bekomme jetzt 474, 510, 0.>>>> Frage am Rande: warum probieren Sie es nicht selbst aus?>> Weil ich auch manchmal faul bin ;-)
Vielleicht mache ich ja etwas falsch - muss immerhin in Ihr Programm
eingreifen, mit meinen nur rudimentären C-Kenntnissen.
S. L. schrieb:> muss immerhin in Ihr Programm> eingreifen,
Wer zwingt dich dazu? Wenn jemand mit einer Knarre hinter dir stehen
sollte, dann blinzle 2x kurz mit dem linken Auge, damit alle Bescheid
wissen.
scnr,
WK
OK, hier jetzt real getestet und geht jetzt WIRKLICH! ;-)
Incl. Testausgaben auf dem UART mit 9k6. Man darf aber den Prescaler
nicht zu klein wählen! Denn dann kommt es zum Übersprechen der
ADC-Kanäle am Multiplexer, der kann nur mit endlicher Geschwindigkeit
umladen. 20kHz Abtastrate sind mit Prescaler 64 drin, 32 geht auch noch.
Bei 16 gibt es Übersprechen und damit falsche Meßergebnisse. Und ja,
meine Eingänge sind niederohmig angesteuert, 2x aus einem Labornetzteil
und einmal über ein Laborkabel mit 20cm gegen GND.
Sorry, für die späte Rückmeldung. Ist doch noch eine sehr spannende
Diskussion geworden. Das Feedback, besser zu spezifizieren und zu
MACHEN, nehme ich gern mit. Das mit den gebratenen Tauben nicht ;-)
Was ich auf dem Arduino Uno R3 gemacht habe, findet ihr im Anhang.
Leider ist der Wurm drin und ich bekomme es nicht zum Laufen.
Ich habe den ersten Ansatz von Falk B. mit Free Running aufgegriffen und
versucht, in der ADC-Interruptroutine 4 Kanäle (AD0-AD3) je 4 mal zu
erfassen. An den 4 Kanälen liegen via 10K Potis einstellbare, deutlich
voneinander unterscheidbare Spannungen an (AD0:100mV, AD1:200mV,
AD2:400mV, AD3:800mV), so dass es möglich sein sollte, falsch
zugeordnete Kanäle zu erkennen. Ich erhalte aber völlige erratische
Messwerte, die für ca. eine halbe Sekunde stabil sind, dann ansteigen
und irgendwann überlaufen. AD0 liefert immer 0, AD1-AD3 leicht
ansteigende, aber relativ ähnliche Werte.
Die ADC-Interruptroutine wird alle 106µs aufgerufen. Das viermalige
Messen aller 4 Kanäle dauert 1360µs. Das würde bedeuten, dass sich die
Interruptroutine ständig selbst unterbricht? Vielleicht ist Free Running
doch keine so gute Idee?
Wo liegt der Hase im Pfeffer? Danke schon mal für Hilfreiche Hinweise!
P.S.
Habe erst jetzt gesehen, dass es neuen Code gibt. Werde ihn mir mal
ansehen, lade trotzdem mal hoch, was ich habe.
OK, einen Fehler habe ich in meinem Programm schom mal gefunden. Das
Summen Array muß natürlich vor jeder Messung ge-nullt werden.
Wie übernimmt man den Falk B.-Code in die Arduino IDE?
StefanK schrieb:> Wie übernimmt man den Falk B.-Code in die Arduino IDE?
Neuen Arduino Sketch öffnen
Die *.ino komplett leeren und speichern
Die c und h Dateien von Falk in den gleichen Ordner werfen.
Kompilieren/Hochladen und fertig.
Beim nächsten Start der IDE zeigt es auch die Dateien in Tabs
Vielleicht noch Umlaute reparieren und den F_CPU Eintrag
auskommentieren.
Cool, es compiliert. Danke
Sketch uses 2410 bytes (7%) of program storage space. Maximum is 32256
bytes.
Global variables use 47 bytes (2%) of dynamic memory, leaving 2001 bytes
for local variables. Maximum is 2048 bytes.
...zu groß für einen ATtiny mit 1K ;-)
> Ja, abspecken, wo es nur geht:-)
Nun, auch ich halte viel von "small is beautiful" oder "in der
Beschränkung zeigt sich erst der Meister", trotzdem - wie wäre es mit
einem ATtiny85? Etwas moderner und vor allem Platz, um sich zu bewegen,
nicht wie im Korsett des ATtiny13.
Falk B. schrieb:> Denn dann kommt es zum Übersprechen der ADC-Kanäle am Multiplexer,> der kann nur mit endlicher Geschwindigkeit umladen.
Die Impedanz der Quelle ist da nicht ganz unbeteiligt. Kondensatoren an
den Multiplexereingängen entschärften das Problem.
Rainer W. schrieb:>> Denn dann kommt es zum Übersprechen der ADC-Kanäle am Multiplexer,>> der kann nur mit endlicher Geschwindigkeit umladen.>> Die Impedanz der Quelle ist da nicht ganz unbeteiligt. Kondensatoren an> den Multiplexereingängen entschärften das Problem.
Wer lesen kann ist klar im Vorteil!
"Und ja, meine Eingänge sind niederohmig angesteuert, 2x aus einem
Labornetzteil und einmal über ein Laborkabel mit 20cm gegen GND."
https://www.youtube.com/watch?v=aoqORos_1WA
;-)
Falk B. schrieb:> Wer lesen kann ist klar im Vorteil!
Ach, das war ein Hinweis für StefanK
S. L. schrieb:>> Welche Impedanz ...>> 0.0 V und 3.0 V praktisch 0 (GND und Spannungsregler), 2.5 V> Spannungsteiler 1k0 & 1k0.
S. L. schrieb:>> Welche Impedanz ...>> 0.0 V und 3.0 V praktisch 0 (GND und Spannungsregler), 2.5 V> Spannungsteiler 1k0 & 1k0.
Danke. Dann hatte das offensichtlich keinen Anteil am Fehler.
Falk B. schrieb:> Man darf aber den Prescaler> nicht zu klein wählen! Denn dann kommt es zum Übersprechen der> ADC-Kanäle am Multiplexer, der kann nur mit endlicher Geschwindigkeit> umladen.
So isses. Samplerate und Quellimpedanzen sind quasi gegenläufig. Je
höher die Samplerate, desto geringer müssen die Quellimpedanzen sein, um
letztlich korrekte Werte zu bekommen.
Das gilt übrigens nicht nur für die Messkanäle, sondern genau so auch
für die Referenzen, falls man für die Messkanäle auch zwischen
verschiedenen Referenzen umschaltet.
Rainer W. schrieb:> Die Impedanz der Quelle ist da nicht ganz unbeteiligt. Kondensatoren an> den Multiplexereingängen entschärften das Problem.
Das hilft nur dann, wenn man es garnicht so genau für den aktuellen
Moment wissen will, wenn sich also die Messwerte des mit Kondensator
"geboosteten" Kanals sowieso nur relativ langsam ändern.
Dieser Ansatz ist hilfreich, wenn man mit der einen verfügbaren ADC
sowohl schnell veränderliche Kanäle als auch langsam veränderliche
Kanäle messen will. Dann ist man ja zu einer hohen Samplerate gezwungen,
um die schnell veränderlichen Kanäle korrekt zu erfassen. Um den Aufwand
zu sparen, für die langsamen Kanäle eine Pufferstufe zu verwenden, kann
man für diese dann tatsächlich einfach nur einen Puffer-Kondensator
verwenden.
Für die schnellen Kanäle wäre so einer aber natürlich massiv
kontraproduktiv. Die brauchen halt ggf. doch eine richtige Bufferstufe,
wenn sie zu hochohmig sind.
Ob S. schrieb:> Das hilft nur dann, wenn man es garnicht so genau für den aktuellen> Moment wissen will, wenn sich also die Messwerte des mit Kondensator> "geboosteten" Kanals sowieso nur relativ langsam ändern.
Der Kondensator liefert die Ladung für das Umladen parasitärer
Kapazitäten im Multiplexer und für die S&H-Stufe.
Die Bandbreite, die sich aus Kondensator und Quellimpedanz ergibt, muss
natürlich kompatibel zum Problem sein.
Noch ist nicht klar, was StefanK eigentlich messen möchte oder ob das
nur eine Fingerübung für "so schnell wie möglich" und "Prozessor nicht
warten lassen" sein soll. Bei einer konkreten Anwendung wären die
erforderliche Abtastrate und Bandbreite durch die zu lösende Messaufgabe
definiert.
Rainer W. schrieb:> Noch ist nicht klar, was StefanK eigentlich messen möchte oder ob das> nur eine Fingerübung [...] sein soll.
Er hat ja ein Beispiel genannt.
StefanK schrieb:> /* ADC Einzelmessung */> uint16_t ADC_Read( uint8_t channel )> {> // Kanal waehlen, ohne andere Bits zu beeinflußen> ADMUX = (ADMUX & ~(0x1F)) | (channel & 0x1F);> ADCSRA |= (1<<ADSC); // eine Wandlung "single conversion"> while (ADCSRA & (1<<ADSC) ) { // auf Abschluss der Konvertierung> warten> }> return ADCW; // ADC auslesen und zurückgeben> }>> ...und genau das "warten" will ich vermeiden:> while (ADCSRA & (1<<ADSC) ) { // auf Abschluss der Konvertierung> warten> }
Da ist es egal, ob Übung oder Anwendung, auf diese Art ist es extrem
ineffizient.
Florian schrieb:> ...> Er hat ja ein Beispiel genannt.
Trotzdem bleibt unklar, was er mit
> drei ADC-Kanäle (0 bis 2) so schnell wie möglich hinter> einander abfragen
meint; klar ist nur, dass es interruptgesteuert erfolgen muss ("warten
ist doof!"). Meint er die gesamte Messsequenz, dann wäre es der 'single
conversion mode', sollen hingegen die Einzelmessungen möglichst dicht
hintereinander erfolgen, wäre es der 'free running mode'.
Wie dem auch sei - also ich fand die Diskussion interessant.
In Free Running ist man natürlich um die Zeit schneller, bis der
Interrupt sein Ding gemacht hat. Dafür hat man das Risiko, daß bei
langen anderen Interrupts der MUX nicht rechtzeitig umschaltet und man
den falschen ADC ausliest. Bei Teiler 16 sind dafür nur 208 CPU-Takte
Zeit für alle Interrupts!
Ob man das Risiko eingehen will, muß jeder für sich entscheiden. Man
sollte aber berücksichtigen, daß der Code durch andere erweitert werden
könnte und das Risiko nicht offensichtlich ist.
Hält man sich an die max 200kHz für beste Auflösung, klappt auch die
MUX-Umschaltung ohne Übersprechen. Und Single Conversion braucht dann
eben einen ADC-Takt mehr (14 bei 16MHz / 128). Ich mag lieber Code ohne
Fallgruben.
Moin,
S. L. schrieb:> also ich fand die Diskussion interessant
Ich haette es interessanter gefunden, sich mal etwas cleverere Filter
als [1 1 1 1]/4 zu ueberlegen. Evtl. sogar 3 verschiedene Filter mit
aehnlichem Frequenzgang, die sich aber in der Gruppenlaufzeit um jeweils
1/3 Tsample unterscheiden - so koennte man so tun, als waeren die 3
Kanaele zur selben Zeit gesampled worden und nicht hintereinander...
Aber jeder Jeck ist anders und ich sehe ein, dass DSP aufm attiny13 ein
exotisches Hobby ist.
Gruss
WK
S. L. schrieb:> Trotzdem bleibt unklar, was er mit>> drei ADC-Kanäle (0 bis 2) so schnell wie möglich hinter>> einander abfragen> meint;
Genau das ist das Problem.
Die Kanalumschaltung kostet Zeit, weil der Multiplexer/S&H umgeladen
werden muss und deshalb der ADC Clock nicht zu hoch sein darf.
Für den Zeitaufwand ist es daher nicht ganz unwesentlich, ob immer
sequentiell zwischen den Kanälen umgeschaltet werden muss und dies für
die Mittelung 4x wiederholt werden soll, oder ob ein Kanal 4x abgetastet
werden kann und erst dann auf den nächsten umgeschaltet werden darf.
Steht also äquidistante Abtastung der Einzelkanäle im Vordergrund, weil
die Mittelung zur Filterung des Signals erfolgen soll (dann gibt es
bessere Filter als den reinen Mittelwert) oder geht es um breitbandiges
Rauschen, bei dem das Abtasttheorem sowieso egal ist. Bei einer realen
Messaufgabe sollte das Spektrum des zu erfassenden Signales klar sein.
S. L. schrieb:> klar ist nur, dass es interruptgesteuert erfolgen muss
Da es eine Anfängerfrage war, denke ich, dass das für die eigentlich
Anforderung nichtmal notwendig ist. Ich habe das so interpretiert, dass
es nicht um ein paar Taktzyklen geht, sondern nur darum, den Rest des
Programms nicht warten zu lassen, bis das ADC-Ergebnis vorliegt.
Peter D. schrieb:> Und Single Conversion braucht dann> eben einen ADC-Takt mehr (14 bei 16MHz / 128).
Warum? Man braucht etwas mehr Zeit, weil man die Wandlung 'von Hand'
starten muss, aber doch keinen ganzen ADC-Takt, oder?
Florian schrieb:> Warum? Man braucht etwas mehr Zeit, weil man die Wandlung 'von Hand'> starten muss, aber doch keinen ganzen ADC-Takt, oder?
Bei Single Conversion ist der ADC-Teiler durchlaufend, bei Free Running
erfolgt durch die Triggerquelle ein Reset, daher sind es 13,5 Takte.
Peter D. schrieb:> Bei Single Conversion ist der ADC-Teiler durchlaufend, bei Free Running> erfolgt durch die Triggerquelle ein Reset, daher sind es 13,5 Takte.
Falsch. Im Free Running Mode ist der ADC-Takt durchlaufend und jede
Wandlung benötigt EXAKT 13 ADC-Takte und es gibt keine Lücken. Beim Auto
Trigger Modus mit einer anderen Quelle (also nicht Free Run) wird der
ADC-Vorteiler zurück gesetzt, was praktisch 0,5 Takte Zusatzverzögerung
bedeutet. Bei Einzelwandlungen ist der ADC-Takt auch durchlaufend, dann
hat man aber prinzipbedingt immer mindestens einen ADC-Takt Lücke
zwischen Wandlungen. Steht alles im Datenblatt, wenn gleich der Free Run
Modus in der Tabelle fehlt, denn der ist, wenn gleich auch als ein Auto
Trigger Modus bezeichnet, anders!
Zusammenfassung:
Free run: 13 Takte Wandlungszeit, lückenloser Betrieb
Single conversion: 13 Takte Wandlung, min. 1 ADC-Takt Lücke, 0-1Takt
Jitter zwischen Setzen von ADSC und Begin der Messung!
Auto Trigger: 13,5 Takte Wandlung, min. 1 ADC-Takt Lücke, jitterfreier
Start der ADC-Messung (naja, +/-1 CPU-Takt, wenn die Triggerquelle von
außen kommt, z.B. der Komparator. Interne Triggerquellen sind
jitterfrei)
Peter D. schrieb:> Bei Single Conversion ist der ADC-Teiler durchlaufend, bei Free Running> erfolgt durch die Triggerquelle ein Reset, daher sind es 13,5 Takte.
Danke.
Lustigerweise habe ich beim AVR-ADC (bei Single-Conversion) immer mit 14
Takten gerechnet, aber wusste nicht mehr, warum.
S. L. schrieb:> Wie dem auch sei - also ich fand die Diskussion interessant.
Dem kann ich mich nur anschließen, sehr interessant und lehrreich :-)
Danke dafür! Manchmal ist es vlt doch nicht so verkehrt, wenn der
Hintergrund einer Frage nicht bis ins letzte Detail spezifiziert ist -
bleibt mehr Raum für kreative Gedanken.
>Trotzdem bleibt unklar, was er mit>> drei ADC-Kanäle (0 bis 2) so schnell wie möglich hinter>> einander abfragen
Ich spezifiziere mal nach:
Es sollen DC Größen gemessen werden, die sich mit max. 1V/s verändern.
Zwei der Messungen sind zusammenhängende Größen: Spannung U1 einer nicht
idealen Spannungsquelle, deren in einen Verbraucher eingespeister Strom
über einen Shunt (U2) gemessen werden sollen. Wenigstens dieses Pärchen
will ich zeitlich eng beieinander liegend erfassen. Für die dritte
Spannung U3 gibt es keine zeitlichen Anforderungen, aber sie wird eben
wie die anderen mit gemessen und das ganze soll so schnell gehen, wie es
der AVR bzw. die SW eben kann. Mittelwerte weil ich auf Grund von
Schaltvorgängen rauschbehaftete Signale erwarte. Auf Grund der hier
gewonnenen Erkenntnisse sieht so aus, als sei das mit einem ATtiny bei
9,6MHz zumindest zeitlich kein Problem. Auf dem AVR wird es auch nur
einen weiteren sehr kurzen Interrupt von TIMER0 geben. Ich habe das im
Blick, erwarte aber keine Probleme dadurch.
>Nun, auch ich halte viel von "small is beautiful"
Sehe ich genauso. Der ATtiny85 wäre natürlich eine gute Rückfalllösung,
aber ich habe ein paar 13er rumliegen und den Ehrgeiz, das in 1K zu
bekommen.
Und das führt zu meiner nächsten Frage:
Mein Code Beispiel von oben verbraucht gefühlt (zu)viel Flash, selbst
wenn man alles mit serial.print etc. weglässt.
Kann sich das bitte mal jemand ansehen und mir ein paar Hinweise geben,
wie das effizienter codiert werden kann?
StefanK schrieb:> Das mit den gebratenen Tauben nicht ;-)StefanK schrieb:> Mein Code Beispiel von oben verbraucht gefühlt (zu)viel Flash, selbst> wenn man alles mit serial.print etc. weglässt.> Kann sich das bitte mal jemand ansehen und mir ein paar Hinweise geben,> wie das effizienter codiert werden kann?
:-)
Hallo,
eine Randnotiz. Ich würde einen moderneren µC verwenden. Ein ATmega4809
hat einen Akku für 64 Samples. Ein AVRxDB hat einen Akku für 128
Samples. Damit fallen paar Interrupts für die Aufsummierung im
"Quellcode" weg.
StefanK schrieb:> ADC_mehrere_Kanaele_multiplexen.zipStefanK schrieb:> ...zu groß für einen ATtiny mit 1KStefanK schrieb:> Kann sich das bitte mal jemand ansehen und mir ein paar Hinweise geben,> wie das effizienter codiert werden kann?
Ich sehe da keine Chance, das Programm signifikant kleiner zu bekommen.
Serial.print() hat nun mal eine gewisse Größe. Wenn es dich finanziell
nicht in den Ruin treiben wird, kaufe einen größeren AVR.
StefanK schrieb:> S. L. schrieb:>> Nun, auch ich halte viel von "small is beautiful"> Sehe ich genauso.
Sie haben (wohlweislich) den mittleren Teil meines Satz weggelassen: "in
der Beschränkung zeigt sich erst der Meister". Und 1 KiByte Flash ist
nun mal ziemlich beschränkt.
Zumal es mit dem Datensammeln alleine ja nicht getan ist: verarbeiten
und (in irgendeiner Form) nach draußen geben benötigt auch Programmplatz
> aber ich habe .. den Ehrgeiz, das in 1K zu bekommen.
Nur zu ...
Veit D. schrieb:> eine Randnotiz. Ich würde einen moderneren µC verwenden. Ein ATmega4809> hat einen Akku für 64 Samples. Ein AVRxDB hat einen Akku für 128> Samples. Damit fallen paar Interrupts für die Aufsummierung im> "Quellcode" weg.
Klar, weil sich die Signale mit "die sich mit max. 1V/s verändern." auch
soo schnell ändern und den armen kleinen AVR sooo stressen! ;-)
StefanK schrieb:> zeitlich eng beieinander liegend
Kannst du das in Zahlen ausdrücken?
Es hängt sehr vom Kontext ab, was "eng beieinander liegend" bedeutet.
Welche Abtastrate brauchst du?
Auf welche Bandbreite sind die Signale vorgefiltert?
Welche ist die maximale Änderungsgeschwindigkeit der Signale?
Von effektiven Bits und Abtastjitter einmal ganz zu schweigen.
StefanK schrieb:> Mein Code Beispiel von oben verbraucht gefühlt (zu)viel Flash, selbst> wenn man alles mit serial.print etc. weglässt.> Kann sich das bitte mal jemand ansehen und mir ein paar Hinweise geben,> wie das effizienter codiert werden kann?
Wo "oben"? Da sind über 100 Beiträge.
Schlechter Compiler? Es passt spielend in einen Tiny13. Das Serial
braucht ca 100Byte, doppelt so viel das Umrechnen in eine Dezimalzahl.
Mit seinem Init liegt es unter 600Byte so das noch >400 für das
Hauptprogramm frei bleiben.
Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb:> Ich sehe da keine Chance, das Programm signifikant kleiner zu bekommen.
Sherlock hat die Frage beantwortet, danke. Habe es vermutet. Wenn ich
die Messequenz allein ohne serial... in AVR Studio 4.18 mit WinAVR mit
-Os kompiliere werden 268 Bytes verbraucht.
Achim H. schrieb:> Schlechter Compiler? Es passt spielend in einen Tiny13. Das Serial> braucht ca 100Byte, doppelt so viel das Umrechnen in eine Dezimalzahl.> Mit seinem Init liegt es unter 600Byte so das noch >400 für das> Hauptprogramm frei bleiben.
Der Compiler ist z.B. WinAVR oder avr-gcc 14. Die Optimierung steht auf
-Os.
Haben Sie ein Code-Beispiel für das erwähnte Serial? Tx allein würde
reichen.
StefanK schrieb:> Haben Sie ein Code-Beispiel für das erwähnte Serial? Tx allein würde> reichen.
Das hier?
Beitrag "Re: ADC-Kanäle sukzessive abfragen"
Allerdings muss man dort das normale printf entfernen und die Ausgabe
der Zahlen und String neu (kleiner) machen.
Peter D. schrieb:> Anbei ein einfacher UART-Sender.
Damit die Übertragung nicht gestört wird, sollten besser alle Interrupts
gesperrt sein ;-)
Wenn ich mir die Salamischeiben des TO ansehe, muß ich schmunzeln. Aus
einer völlig allgemeinen, nichtsagenden Frage ist ein Minimalsystem mit
ATtiny13 geworden, was jeglichen sinnvollen Ansatz blockiert. So ein
Blödsinn!
Aber der TO wird von den hier üblichen Selbstdarstellern immer schön
weiter 'gefüttert' ;-)
Moin,
Mi N. schrieb:> Damit die Übertragung nicht gestört wird, sollten besser alle Interrupts> gesperrt sein ;-)
Noch besser (vor allem eben auf schwachbruestigen Platformen) waer's,
sich gleich mal von Anfang an Gedanken zu machen, was auf dem Ding alles
laufen soll und was nicht und was von exaktem Timing profitiert.
Hier waere's wahrscheinlich nicht voellig bekloppt, wenn man den ADC
regelmaessig durch einen Timer starten laesst, wie's die HW auch
vorsieht. Und dann kann man den Timer auch gleich so einstellen, dass
das irgendwie das geforderte UART-Bit-Timing matched.
Und dann im ADC-Interrupt nicht nur die Datenverarbeitung und das
Multiplexing der Eingaenge machen, sondern halt gucken, ob man nicht
noch zufaellig grad mal wieder ein Bit auf den UART-TX-GPIO schicken
sollte (Und wenn man ganz crazy drauf ist, koennte man damit sogar auch
den Bitratenteiler fraktionell einstellbar machen, wenn man z.b. MIDI
oder sonstwas krummratiges machen will).
Also so ungefaehr das Gegenteil von dem, wie der TO vorgeht.
Gruss
WK
Mi N. schrieb:> Damit die Übertragung nicht gestört wird, sollten besser alle Interrupts> gesperrt sein ;-)
Welche erwartest du denn?
Interrupts kommen nicht aus heiterem Himmel.
Mi N. schrieb:> Damit die Übertragung nicht gestört wird, sollten besser alle Interrupts> gesperrt sein ;-)
Kann man so generell nicht sagen, es hängt stark von der Baudrate ab.
Bei 9600 Baud wären das 10.000 CPU-Zyklen Interruptsperre.
Man könnte noch ein define hizufügen, um wahlweise mit
ATOMIC_BLOCK(ATOMIC_FORCEON) zu klammern.
Peter D. schrieb:> Kann man so generell nicht sagen, es hängt stark von der Baudrate ab.
Oder anders formuliert: es hängt davon ab, ob man Glück oder Pech hat
;-)
All diese vielen Worte und Beiträge, weil der TO eingangs nicht klar und
deutlich sein Problem formuliert hat und zu geizig ist, einen µC zu
verwenden, der der Aufgabe gerecht wird, ohne auf Glück angewiesen zu
sein.
Peter D. schrieb:>> Damit die Übertragung nicht gestört wird, sollten besser alle Interrupts>> gesperrt sein ;-)>> Kann man so generell nicht sagen, es hängt stark von der Baudrate ab.> Bei 9600 Baud wären das 10.000 CPU-Zyklen Interruptsperre.> Man könnte noch ein define hizufügen, um wahlweise mit> ATOMIC_BLOCK(ATOMIC_FORCEON) zu klammern.
Ich hab mal einen hybriden Soft-Uart programmiert, der die Daten mittels
Output Compare Funktion und dazugehörigem Interrupt sendet. Der
blockiert keine anderen Interrupts und ist auch relativ tolerant
gegenüber anderen, kurzen Interrupts.
Beitrag "Re: Baugruppe gesucht: Image Player mit HDMI-Ausgang, steuerbar"
Ich sag's ja ..... kaum sind 150 Beiträge geschrieben, schon ist
das Thema immer noch nicht durch .....
Wastl schrieb:> .... und 100 Beiträge generieren/provozieren. Tagelang> warten bis einem die gebratenen Tauben in den Mund fliegen.
@Sherlock, @ von Achim H. (pluto25), @Peter D. (peda) und @Falk B.
Danke für das UART-Beispiel! Ich sehe es mir auf jeden Fall an. Ich will
jetzt niemanden schockieren, aber mein SW-UART muss ohne TIMER
auskommen, da dieser für PWM benutzt ist.
@Falk B.
Ihr Freerunning Beispiel hat mich entscheidend weitergebracht. Nochmals
besten Dank dafür. Ich habe Anmerkungen und Fragen dazu. Können wir uns
darüber austauschen?
StefanK schrieb:> Ich habe Anmerkungen und Fragen dazu. Können wir uns> darüber austauschen?
Die kannst du einfach hier im Forum stellen. Dann lernen ggf. andere
noch was. Oder wenn es privat sein soll, musst du mir eine Nachricht
schreiben. Oben auf meinen Namen clicken.
StefanK schrieb:> aber mein SW-UART muss ohne TIMER> auskommen, da dieser für PWM benutzt ist.
Das Eine schließt das Andere nicht aus. Mein Hybrid-UART nutzt den Timer
freilaufend. Eine PWM macht das auch. Und kann es sein, daß du ohne Not
immer mehr Einschränkungen erfindest? Es gibt TONNENWEISE AVRs und
andere Mikrocontroller zum SPOTTPREIS! Da gibt es keine Sekunde die
Notwendigkeit, ausgerechnet die ollen Attiny13 bis zum Erbrechen
auszureizen.
StefanK schrieb:> @Falk B.> Können wir uns über den Code Ihres ADC-Freerunning Beispiel austauschen?> Oder sind Sie daran nicht weiter interessiert?
Er ist wohl eher nicht an einer kuscheligen zweisammen Session
interessiert.
Und er hat völlig recht damit dass es anständiger wäre dies im Forum zu
diskutieren weil das Forum ja allen helfen soll.
StefanK schrieb:> Ich will> jetzt niemanden schockieren, aber mein SW-UART muss ohne TIMER> auskommen, da dieser für PWM benutzt ist.
Das ist doch Unsinn. Der Timer besitzt 2 Kanäle. Wenn einer für PWM
benutzt wird, kann der andere für eine Soft-UART benutzt werden.
Selbst wenn beide Kanäle PWM machen, kann man immer noch die Überläufe
des Timers benutzen. Ist dann allerdings schon sehr beschränkt bezüglich
der machbaren Baudraten. Mit dem internen RC-Takt als Quelle des
Timertaktes wird es so ca. ab 9600Baud abwärts halbwegs realistisch,
sicher ab 4800.
Hier sind meine Fragen/Anmerkungen zum Code des Freerunning Beispiels
von Falk B. Wer Antworten will, kann das gern tun. Wer kein Interesse
hat, läßt es einfach.
1) start_adc_avg(void) in main.c
Zeile 101: while (ADCSRA & (1<< ADSC)); // auf Ende einer laufenden
Messung warten
Ist das ein Sicherheits-Feature? Bzw. reicht es nicht aus, sicher zu
stellen, dass eine neue Messsequenz erst gestartet wird, wenn die vorige
beendet ist?
2) start_adc_avg(void) in main.c
Zeile 102: ADCSRA |= (1<<ADIF); // aktiven Interrupt löschen
Gleiche Frage wie unter 1) und hier wird nicht das ADIF-bit gesetzt
StefanK schrieb:> 1) start_adc_avg(void) in main.c> Zeile 101: while (ADCSRA & (1<< ADSC)); // auf Ende einer laufenden> Messung warten> Ist das ein Sicherheits-Feature?
Ja.
> Bzw. reicht es nicht aus, sicher zu> stellen, dass eine neue Messsequenz erst gestartet wird, wenn die vorige> beendet ist?
Eben DAS tut die Zeile!
StefanK schrieb:> Zeile 102: ADCSRA |= (1<<ADIF); // aktiven Interrupt löschen> Gleiche Frage wie unter 1) und hier wird nicht das ADIF-bit gesetzt
Das ADIF Bit (ADC Interrupt Flag) wird dadurch gelöscht. Kling komisch,
ist aber so. Siehe Datenblatt.
Ob S. schrieb:> Mit dem internen RC-Takt als Quelle des> Timertaktes wird es so ca. ab 9600Baud abwärts halbwegs realistisch,> sicher ab 4800.
Nö. Der relative Fehler ist immer gleich, da nützen auch niedrige
Baudraten nix. Das kann man bestenfalls mit einer Kalibrierung des
RC-Taktes verbessern. Oder gleiche einen AVR mit Quarz oder externem
Quarzoszillator nehmen, z.B. ATTiny24.
StefanK schrieb:> Es sollen DC Größen gemessen werden, die sich mit max. 1V/s verändern.
Während eines ADC-Taktes (Annahme: 100 kHz), um dessen Einsparung hier
gerungen wird (mit unzureichenden Kenntnissen), ändert sich die Spannung
also um 10 uV - das ist nicht nur weit unterhalb der Auflösung des ADC,
1.1 mV bei interner Referenz, sondern auch irgendwie sinnlos:
> Mittelwerte weil ich auf Grund von Schaltvorgängen> rauschbehaftete Signale erwarte.> warten ist doof!
Aber warum denn? Bislang wurde nicht dargelegt, was während dieser Zeit
Nützliches geschehen könnte.
Fazit: ein realistisch einfach gehaltenes Programm wäre von Ihnen
vielleicht eigenständig zu bewältigen, mit nur wenig Unterstützung aus
dem Forum.
Falk B. schrieb:> Nö. Der relative Fehler ist immer gleich, da nützen auch niedrige> Baudraten nix.
Der relative Fehler setzt sich zusammen aus Taktfehler und Jitter. Der
Beitrag von etwaigem Jitter zum relativen Fehler schlägt bei höherer
Schnittstellengeschwindigkeit stärker zu, weil er unabhängig von der
Baudrate ist.
Rainer W. schrieb:>> Nö. Der relative Fehler ist immer gleich, da nützen auch niedrige>> Baudraten nix.>> Der relative Fehler setzt sich zusammen aus Taktfehler und Jitter. Der> Beitrag von etwaigem Jitter zum relativen Fehler schlägt bei höherer> Schnittstellengeschwindigkeit stärker zu, weil er unabhängig von der> Baudrate ist.
Nö. Es gibt zweit Fehlerfaktoren.
1.) Der Fehler des RC-Oszillators. Dessen Fehler geht in JEDED Baudrate
gleich ein, egal ob 115200 Baud oder 1200 Baud. Denn der Teiler für den
UART teilt den RC-Takt (CPU-Takt) konstant.
2.) Der Fehler durch die begrenzte Auflösung des UART-Taktteilers.
Bestimmte Kombinationen aus CPU-Takt und UART-Baudrate lassen sich nicht
durch ein ganzzahliges Teilerverhältnis abbilden. Es bleibt ein
Restfehler. Der ist umso größer, je kleiner der Teilerfaktor ist. 10,5
auf 11 runden macht 5% Fehler. 100,5 auf 101 runden nur 0,5%. Modernere
Mikrocontroller als die meisten AVRs könnten gebrochenrationale
Teilerverhältnisse erzeugen, z.B. der MSP430. Damit kann man den Fehler
des Taktteilers besonders bei kleinen Teilerverhältnissen deutlich
vermindern.
Jitter ist gar nicht das Thema, wenn der kommt beim UART gar nicht so
recht zum tragen. Beim Senden gibt es keinen denn der UARt taktet
einfach nur die Bits gleichmäßig raus. Beim Empfangen werden die Bits
gleichmäßig abgetastet. Fertig. Klar kann man eine UART-Übertragung so
mies machen, daß mordsmäßig Jitter beim Empfänger ankommt und dann ggf.
Bits falsch gelesen werden, weil die Flanke vom Startbit zu sehr
jittert. Dann ist Hopfen und Malz aber verloren.
Falk B. schrieb:> Modernere Mikrocontroller als die meisten AVRs könnten gebrochenrationale> Teilerverhältnisse erzeugen, z.B. der MSP430.
Wie schön für den ATtiny13, den der TO nutzen möchte ...
Falk B. schrieb:> Jitter ist gar nicht das Thema, wenn der kommt beim UART gar nicht so> recht zum tragen.
Beim Soft-UART kann der einem deutlich in die Suppe spucken.
Anbei meine Variante für das schnelle sukzessive Auslesen von
ADC-Kanälen. Es werden die Kanäle ADC0-ADC3 sukzessive im Freerunning
Modus gelesen. Diese Folge wird vier mal wiederholt. Bei jeder
Wiederholung werden die ADC-Werte für jeden Kanal aufsummiert. Die
Mittelwertbildung der kanalindividuellen Summen bzw. deren direkte
Weiterverarbeitung erfolgt im Hauptprogramm. Fragen und Anregungen sind
willkommen.
Die Diskussion meiner Eingangs gestellten Frage hat mein Verständnis des
AVR-ADC und dessen Anwendung sehr vorangebracht. Ich danke allen
Teilnehmern, die konstruktiv und geduldig dazu beigetragen haben!
Wir haben nun zwei praktische Code-Beispiele, die das Freerunning zum
schnellen sukzessiven Auslesen von ADC-Kanälen behandeln. Wie wäre es,
die Erkenntnisse in die Beispielsammlung aufzunehmen? Das würde das
Auffinden des Themas erleichtern. Vielleicht liest der Autor dieser
Seite ja gerade mit?
https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial/Analoge_Ein-_und_Ausgabe#Der_interne_ADC_im_AVR
> Fragen und Anregungen sind willkommen.
Na dann - 'free running mode', aber in der ADC-ISR einmal Division und
zweimal Modulo?
Stoppen Sie mal die real benötigte Zeit, z.B. mit Timer1.
StefanK schrieb:> Anbei meine Variante für das schnelle sukzessive Auslesen von> ADC-Kanälen.
War es nicht Ziel den IRQ zu nutzen, um den µC nicht unnütz mit der
Messung zu beschäftigen. Guck dir sicherheitshalber einmal die
Ausführungszeit der ISR an. Bist du sicher, dass der Compiler die
Divisions- und Modulooperationen alle selber wegoptimiert bekommt.
Bei einer festen Kanalanzahl von von 2^n geht das einfacher mit
Bitoperationen
StefanK schrieb:> Anbei meine Variante für das schnelle sukzessive Auslesen von> ADC-Kanälen.
Akademischer Schachsinn. Die Turnübungen mit der Division und Modulo in
JEDER ISR, weil man nicht gescheit zählen kann oder will. OMG!
> Akademischer Schachsinn ...
Je nun, das Programm funktioniert.
Und was die übermäßige Ressourcennutzung betrifft:
"Ein Dampflokführer wäre vermutlich auch aus Gewohnheit nicht in diese
Falle getappt ..."
Ritzau: Kriterien der Schiene, VI. Guntershausen
Aber das ist eine andere Geschichte.
S. L. schrieb:> Je nun, das Programm funktioniert.
Na, nochmals draufgeschaut, ergibt sich doch ein differenziertes Bild:
StefanK benutzt den maximalen ADC-Vorteiler von 128, und in 13 * 128
Takten lässt sich viel berechnen.
Wählt man nun aber einen höheren ADC-Takt (so scheint z.B. Falk
Brunner auch vor 1 MHz nicht zurückzuschrecken) und ist der Systemtakt
niedriger, sagen wir 8 MHz (der ursprünglich geplante ATtiny13 läuft mit
9.6), so schnurrt, um beim Beispiel zu bleiben, die verfügbare Zeit auf
13 * 8 = 104 Takte zusammen, was dann, abzüglich des ISR-Overheads, für
drei Berechnungen wohl kaum noch reicht.
S. L. schrieb:> ... ist der Systemtakt niedriger, sagen wir 8 MHz... , so schnurrt, ...,> die verfügbare Zeit auf 13 * 8 = 104 Takte zusammen, was dann, ..., für> drei Berechnungen wohl kaum noch reicht.
Es ging bei der Frage nicht darum, ob es irgendwie reicht oder nicht.
Ziel war es, dass die Messung im Hintergrund läuft und den Prozessor
nicht mit unnützem Kram aufhält, wenn man die Anforderung "nicht warten
lassen" einmal dahingehend interpretiert, dass möglichst viel Zeit für
andere Aufgaben zur Verfügung stehen soll - schon vergessen?
StefanK schrieb:> Die Wandlungen sollen im Hintergrund laufen und den Prozessor> nicht warten lassen.
Rainer W. schrieb:> Ziel war es, dass die Messung im Hintergrund läuft und den Prozessor> nicht mit unnützem Kram aufhält, wenn man die Anforderung "nicht warten> lassen" einmal dahingehend interpretiert, dass möglichst viel Zeit für> andere Aufgaben zur Verfügung stehen soll - schon vergessen?
Das nennt sich "Core Independent Peripherals". Dadurch kann der ADC auch
ohne CPU gestartet werden und das Messergebnis selbst vergleichen.
StefanK schrieb:> Wir haben nun zwei praktische Code-Beispiele, die das Freerunning zum> schnellen sukzessiven Auslesen von ADC-Kanälen behandeln. Wie wäre es,> die Erkenntnisse in die Beispielsammlung aufzunehmen?
Hallo,
meine Meinung. Ganz sicher nicht. Der Code Programmiertechnisch der
reinste Wahnsinn, im Grunde ein Pulverfass. Es ist alles wild
zusammengeschustert. Ich muss das leider so deutlich sagen.
Diese unsäglichen defines im Programmcode. Wilde Makros mit versteckten
Zeigern. Wozu überhaupt Zeiger? ADC_WERTE_BEREIT bspw. ist ein klarer
bool Datentyp. C struct in C++ Umgebung. Erstellst eine Struktur und
greifst mit Makros darauf zu? Warum das denn? Dann dieser Schwachsinn
Datentypen auf Krampf nochmals kürzer schreiben zu müssen. Mittendrin
dann doch wieder Standardschreibweise. Was soll das?
In der Arduino IDE kein setup und kein loop aber Serial verwenden. Haste
Glück das es überhaupt funktioniert.
cnt uninitialisiert aber munter hochzählen. Überflüssige Variable u
nicht entfernt. IDE zeigt solche Warnungen an.
Kurzum. Ein Bsp. wie man es nicht macht.
Ein einfaches Bsp. für eine Korrektur ohne unnütze zwischengeschalteten
Makros.
1
structDatenADC
2
{
3
uint8_tadc_isr_cnt{0};
4
uint8_tadc_mux{0};
5
uint16_tadc_sum[ANZKANAELE];
6
uint8_tadc_kanal_nr{0};
7
uint8_tnr_messung{0};
8
booladc_werte_bereit{false};
9
};
10
DatenADCdatenAdc;
11
12
voidstart_adc_messsequenz(void)
13
{
14
// Messsequenz gestartet, Werte nicht bereit
15
datenAdc.adc_werte_bereit=false;
16
datenAdc.adc_kanal_nr=0;
17
datenAdc.nr_messung=0;
18
datenAdc.adc_isr_cnt=0;
19
20
for(uint8_ti=0;i<ANZKANAELE;i++){
21
datenAdc.adc_sum[i]=0;
22
}
23
…
24
…
Wenn man das hat, ist man schnell bei einer eigenen Methode.
1
structDatenADC
2
{
3
uint8_tadc_isr_cnt;
4
uint8_tadc_mux;
5
uint16_tadc_sum[ANZKANAELE];
6
uint8_tadc_kanal_nr;
7
uint8_tnr_messung;
8
booladc_werte_bereit;
9
10
voidreset(void){
11
adc_werte_bereit=false;
12
adc_kanal_nr=0;
13
nr_messung=0;
14
adc_isr_cnt=0;
15
16
for(auto&d:adc_sum){
17
d=0;
18
}
19
}
20
};
21
DatenADCdatenAdc;// Variable datenAdc vom Datentyp DatenADC
Georg M. schrieb:> Das nennt sich "Core Independent Peripherals". Dadurch kann der ADC auch> ohne CPU gestartet werden und das Messergebnis selbst vergleichen.
Ein ATmega328P und ATtiny13 haben kein Eventsystem.
Veit D. schrieb:> Was soll das?
Die Frage stellte sich doch von Anfang an und ist nie beantwortet
worden.
Wenn man printf() noch in die ISR packen würde, würde alles im
Hintergrund laufen und das Hauptprogramm wäre für sinnvolle Aufgaben
frei ;-)
Hallo,
würde ich ehrlich gesagt nicht machen. Ob printf in main/loop oder ISR
abgearbeitet wird, ist für die Gesamtzeit egal und für die MCU Last
unerheblich. Dafür würde jedoch die ISR länger dauern und blockiert
damit andere ISRs. Die serielle Datenausgabe ist sowieso langsam im
Vergleich zu allen anderen. Darauf kann man in Ruhe pollen. Der
Programmcode einer ISR läuft auch nicht im Hintergrund ab. Der Auslöser
läuft im Hintergrund. Ob es Sinn macht jeden Messwert anzuzeigen wäre
auch noch ein Thema oder ob man eine Anzeige nur aller 1s oder 500ms
aktualisiert. Schneller wird man kaum lesen können.
Danke für die vielen Anregungen. Ich wußte gar nicht, dass ich da ein
wahnsinniges Pulverfass programmiert habe ;-) Mein Beispiel sollte nur
die Methode der Index-Generierung aufzeigen. Die serielle Ausgabe dient
nur der Überprüfung der Richtigkeit der Messung, sonst nichts.
Ich habe die Laufzeiten der beiden Methoden der Index-Generierung in
ansonsten identischer Code-Umgebung verglichen. Die ISR_ADC läuft alle
104us
Methode ISR_ADC Laufzeit
- - - - - - - - - - - - -
FalkB. 4us
StefanK 5us
Die zusätzliche 1us ist den Divisionen bzw. Modulo geschuldet und macht
den Kohl auch nicht wirklich fett. Den Zähler adc_isr_cnt benötige
später für weitere Zwecke ohnehin. Ein höherer ADC-Takt mit prescaler 64
ergibt bei einem Systemtakt von 16Mhz eine ADC-Frequenz von 250kHz, was
die Messgenauigkeit reduziert. Schneller geht es also nicht.
@Veit D. (devil-elec)
Sie scheinen der geeignete Autor für das Beispiel in der
Beispielsammlung zu sein.
StefanK schrieb:> Methode ISR_ADC Laufzeit> - - - - - - - - - - - - -> FalkB. 4us> StefanK 5us>> Die zusätzliche 1us ist den Divisionen bzw. Modulo geschuldet und macht> den Kohl auch nicht wirklich fett.
Das ist entweder ein Meßfehler oder nur Glück, weil der Compiler die
Divisionen und Modulooperationen optimiert, weil es /4 oder eine andere
2er Potenz ist. Bei anderen Zahlen klappt das nicht mehr. 1us reicht mal
sicher NICHT für eine 32 Bit Division, schon gar nicht für mehrere.
Falk B. schrieb:> StefanK schrieb:>> Methode ISR_ADC Laufzeit>> - - - - - - - - - - - - ->> FalkB. 4us>> StefanK 5us>>>> Die zusätzliche 1us ist den Divisionen bzw. Modulo geschuldet und macht>> den Kohl auch nicht wirklich fett.>> Das ist entweder ein Meßfehler oder nur Glück, weil der Compiler die> Divisionen und Modulooperationen optimiert, weil es /4 oder eine andere> 2er Potenz ist. Bei anderen Zahlen klappt das nicht mehr. 1us reicht mal> sicher NICHT für eine 32 Bit Division, schon gar nicht für mehrere.
Soso, Messfehler also oder Glück, klar. Unabhängig davon, wieviel oder
wie wenig Sie mir zutrauen, ein Messfehler ist es nicht. Glück mag sein,
weiß ich jetzt nicht, da ich mir den erzeugten Assembler Code nicht
angesehen habe. Nachzumessen ist das leicht, wenn man beide defines von
4 auf 3 setzt, also 3*3 Messungen.
Wenn Sie in Ihrer Interruptroutine die Mittelwerte bilden - was auch
nicht gerade state-of-the-art ist - beträgt die Laufzeit der letzten ISR
8us. Aber wahrscheinlich ein Messfehler.
Wo sehen Sie in der ISR eine 32-bit Division?
@FalkB.
anbei Ihre Variante im identischen Code-Umfeld zum Vergleich und zum
Nachmessen. Die Mittelwertbildung ist aus der ISR entfernt und ins
Hautprogramm verlegt. In der angepassten ISR mit Ihrer Index-Generierung
messe ich 4us.
Da ich auch, und leider als Erster, die Berechnungen angemahnt hatte,
will ich nun offen zugeben, dass ich falsch lag, Spezialfall hin oder
her.
Erklärung, wenn auch keine Entschuldigung, ist, dass ich als
Assemblerprogrammierer so etwas vermeide, wenn ein einfaches Zählen
ausreicht. Und ich habe den C-Compiler unterschätzt. Ich hätte messen
sollen ...
@Veit D.
Nochmals vielen Dank! für Ihr Struct-Beispiel, feinstes Lehrbuch C :-)
und für Ihre Anregungen (überwiegend berechtigt, bis auf u8 ;-). Ich
habe Ihr Globaldaten Struct implementiert. Das hat bei ansonstem
unveränderten Programm 56Bytes Flash und 2Bytes RAM eingespart (wow!)
Eine Frage hätte ich zum bool-Wert noch:
Wie speichert der Compiler den bool-Wert? Wird daraus einfach nut ein
Byte oder legt er ein Byte als Bitbasis an, in dem er auch weitere bools
positioniert?
@FalkB.
Bitte entschuldigen Sie meine verärgerte Reaktion von gestern! Sie haben
völlig Recht mit Ihrer Vermutung von Glück! Leider doch "akademischer
Schachsinn", schade... Der Compiler optimiert MOD und DIV, wenn die
defines auf 4*4 stehen. Sobald das eine oder andere define ungerade ist,
steigt der Flash-Verbrauch um bis zu 120Bytes an.
Ich werde mir was neues einfallen lassen müssen. So kann es jeden Falls
nicht bleiben, selbst wenn es bei 4*4 bleibt.
@Mi N und alle anderen
Zu den Fragen, wie: "Was soll das?", "Warum so schnell wie möglich?",
"Wofür braucht man das?"
Das schnelle Messen ist für die DC Größen Uin, Iin, Uout und Iout eines
kleinen MPPT-Solarladereglers, den ich bauen will. Zunächst ging es mir
aber nur darum, wie man schnellst möglich ohne warten (jetzt dank Veit
D. auch elegant) mit dem ADC Spannungen misst. Zuviele Details anfangs
hätten vielleicht abgelenkt.
S. L. schrieb:> Da ich auch, und leider als Erster, die Berechnungen angemahnt hatte,> will ich nun offen zugeben, dass ich falsch lag, Spezialfall hin oder> her.
Gar kein Problem! Es ist ein komplexes Thema und ich vermute, wir hatten
alle unsere Lernkurve. Hinterher ist man immer schlauer und das ist ja
das gemeinsame Ziel ;-)
Moin,
StefanK schrieb:> Zuviele Details anfangs> hätten vielleicht abgelenkt.
Ja, ganz klar. Ist nie gut, wenn jemand zu viel weiss.
Grad bei technischen Problemen weiss man als Fragender ja immer am
genauesten, wo das Problem wirklich liegt, was man glaubt, zu haben.
<schleudertrauma_vom_kopfschuetteln_krieg>
scnr,
WK
StefanK schrieb:> @Veit D.> Nochmals vielen Dank! für Ihr Struct-Beispiel, feinstes Lehrbuch C :-)> und für Ihre Anregungen (überwiegend berechtigt, bis auf u8 ;-). Ich> habe Ihr Globaldaten Struct implementiert. Das hat bei ansonstem> unveränderten Programm 56Bytes Flash und 2Bytes RAM eingespart (wow!)>> Eine Frage hätte ich zum bool-Wert noch:> Wie speichert der Compiler den bool-Wert? Wird daraus einfach nut ein> Byte oder legt er ein Byte als Bitbasis an, in dem er auch weitere bools> positioniert?
Eher C++. :-)
Ein bool Datentyp hat immer die kleinste Byte Größe. Beim 8Bit AVR 1
Byte. Lasse dir auf deiner Zielplattform von allen Datentypen die Größe
mittels sizeof() ausgeben. bool kann nur Werte von true/false annehmen.
Das ist die Eigenschaft des Datentyps.
https://wandbox.org/permlink/Fncn3pcBbPohZ6Vl
Kannst Clone & Edit drücken und Run.
Der Wert wird implizit konvertiert.
Macht man die Initialisierung in C++ laut Zeile 3, gibt es eine Warnung.
Auch Mion,
natürlich hätten Techniker immer gern alle Details sofort, aber was
hätten denn mehr Details zu Anfang Ihrer Meinung nach daran geändert,
die Methode zu finden, wie man am schnellsten ohne im Hauptprogramm zu
warten mehrere ADC-Kanäle mißt?
Das einzige was sich verändert hätte wäre wohl gewesen, dass noch weiter
vom Thema abgedriftet worden wäre und es noch mehr Beiträge gegeben
hätte.
Veit D. schrieb:> StefanK schrieb:>> @Veit D.> Ein bool Datentyp hat immer die kleinste Byte Größe. Beim 8Bit AVR 1> Byte. Lasse dir auf deiner Zielplattform von allen Datentypen die Größe> mittels sizeof() ausgeben. bool kann nur Werte von true/false annehmen.> Das ist die Eigenschaft des Datentyps.
Dann bedeutet das, dass mehrere bools in so einer Struct nicht in ein
Byte gepackt werden? D.h. man muß sich ein Byte anlegen, dieses als
Bit-Basis verwenden und auf seine bits einzeln zugreifen, wenn man nicht
für jedes bool ein ganzes Byte spendieren will.
StefanK schrieb:> Zu den Fragen, wie: "Was soll das?", "Warum so schnell wie möglich?",> "Wofür braucht man das?"> Das schnelle Messen ist für die DC Größen Uin, Iin, Uout und Iout eines> kleinen MPPT-Solarladereglers, den ich bauen will.
Möchtest du die Flügelschläge einzelner überfliegender Insekten
ausregeln oder warum so schnell?
scnr
Moin,
StefanK schrieb:> was> hätten denn mehr Details zu Anfang Ihrer Meinung nach daran geändert,> die Methode zu finden, wie man am schnellsten ohne im Hauptprogramm zu> warten mehrere ADC-Kanäle mißt?
Dann waere z.b. mir voellig klar gewesen, dass das mit dem "am
schnellsten" natuerlich Quatsch ist. Fuer Solargedoens wird's wohl
reichen z.b. 1x oder von mir aus auch 10x in der Sekunde (Wenn durch
Wirbelstuerme entwurzelte Baeume an den Solarzellen vorbeifliegen) zu
messen. Das ist aber ueberhaupt nicht schnell, oder gar "am
schnellsten", sondern schnarchlangsam. Schnell ist z.b. aufm attiny13a
ein Audiosignal mit 37.5kSamples/sec abzutasten und zu verarbeiten...
Gruss
WK