c - 我应该在这个库中使用 volatile 吗(以及在哪里)？

Question

我正在使用 Arduino PID library我想在 ISR 中使用它，例如:

ISR(TIMER1_COMPA_vect) {
  myPID.compute();
}

但是，我可以看出这是一个坏的想法，因为 ISR 中使用的变量需要使用 volatile 关键字。好的，所以我这样声明 PID:

PID myPID(&input, &output, &setpoint, Kp, Ki, Kd, DIRECT);

然后我用 volatile 声明了 input、output 和 setpoint。但是，该库不接受可变变量。

转换它的第一个想法是在各处添加 volatile。但是我应该添加它吗:

• 在内部变量之前
• 在类之前(像上面那样声明它时)还是在头文件中？
• 在我的库中的变量和参数的变量类型？

我该怎么办？

Answer 1

What should I do?

如图所示使用您的代码，不要使用任何 volatile 并开心 :)

volatile 关键字只是向编译器提示一个变量可能会因看不见的路径而改变。如果一个简单的变量只被 ISR 修改，那么将其标记为 volatile 不会有什么坏处。这样的标记可以防止编译器对这样的代码做错误的事情:

volatile int n = 0;

ISR(TIMER1_COMPA_vect) {
    n = 1;
}


void loop() {

    n = 0;

    // At this point the tricky compiler might think 
    // "n must be zero, why do this comparison?"
    // it might also think,
    // "hey, I've got the value of n still sitting in a
    // register, I don't even have to read it from memory
    // The volatile keyword says "stop thinking"

    if(n == 1) {
      // do something when ISR() occurred just before if()
      // a very small window, but it would eventually happen
      n = 0;
    }

 }

对于您的对象，它只是关于 ISR 引入的更改是否会导致该对象的其他用户可能看不到的变量更改。如果 PID 对象通过 compute() 消耗输入和输出的唯一驱动程序，则没有问题。换句话说，compute() 的变化不会影响主循环()

更大的问题应该是一致性，这不是用 volatile 固定的。如果 setpoint 是 32 位整数，则内存中的值不能自动更改。主循环()可能有一条无辜的线

setpoint = setpoint + 20;

但这涉及到从内存中获取值到寄存器中，执行数学运算并写回。在过程中的任何时钟节拍，都可能发生中断。恰好在将 setpoint 的新值存储到内存的过程中，可能会发生中断(最终会发生)。

您可以通过在访问共享对象时禁用主循环 () 中的中断来保护这一点。

nointerrupts()
setpoint = setpoint + 20;
interrupts()

现在您可以确保中断不会在最坏的时刻发生，并在设置点的破坏值上执行 compute()。