c++ - uint32_t 作为控制输出(继电器)的位值

Question

我有 25 个继电器，至少有 15 种不同的配置，它们必须存储在“数组”或其他简单的东西中……我必须打开/关闭这些继电器 (HiGH/LOW)。

为了使用尽可能少的内存，我想用一个“技巧”来做到这一点，比如:

char two = B1011011;
int mask = 1;
for(int i=0; i<7; i++){
if((mask & two) == 0) digitalWrite(pins[i], LOW); else  
digitalWrite(pins[i], HIGH);
mask = mask << 1;
}

但是 char 只有 8 位，我至少需要 25 位...所以现在是问题 NR.1，我可以像使用 char 一样使用 32 位的 uint32_t 吗？还是别的？

uint32_t BIG1 = B10110110111011011111101101101
uint32_t BIG2 = B10110110111011011011101101101
uint32_t BIG3 = B10110110111111011011101101101
...
uint32_t BIG = B10110110111011011011101101101;//B... and 31 0s and 1s
uint32_t mask = 1;//????? not right???
for(int i=0; i<31; i++){
  if((mask & two) == 0) digitalWrite(pins[i], LOW); else  
digitalWrite(pins[i], HIGH);
mask = mask << 1;
};

那面具会是什么？还是有更好/更简单/更快的方法来将输出设置为所需的值？

谢谢你!

Answer 1

正如我已经在其他帖子中告诉您的那样，最简单和最快的方法是处理 PORTS 而不是单个引脚。

例如，在 arduino UNO 上，引脚 0..7 映射到端口 D 引脚 0..7，所以当您执行类似操作时

uint8_t the_value_i_want = 0b01001000;
PORTD = the_value_i_want;

您在一条指令中写入引脚 0..7。现在，再次使用 uno，完整的映射是

• PORTD 映射到 Arduino 数字引脚 0 到 7
• PORTB 映射到 Arduino 数字引脚 8 到 13。两个高位(6 和 7)映射到晶体引脚，不可用
• PORTC 映射到 Arduino 模拟引脚 0 到 5。第 6 位是复位引脚，因此不可用，而第 7 位不存在。

所以其他端口的情况有点复杂。好吧，处理这个问题的最简单方法是创建一个函数来屏蔽相关位。请注意，端口 B 和 C 的屏蔽是相同的，但这只是巧合。

#define PORT_B_C_MASK = 0x3F;
void write_with_mask(volatile uint8_t *p_register, uint8_t mask, uint8_t value)
{
    *register = (*register | (value & mask)) & (value | ~mask);
}

现在您可以轻松编写指令，在端口上写入您想要的值。例如，如果您想打开引脚 3、6、8 和 10，您只需提供两个值(一个用于端口 D，即引脚 0..7，另一个用于端口 B，引脚 8..13) :

uint8_t the_value_i_want_8_13 = 0b000101;
uint8_t the_value_i_want_0_7 = 0b01001000;

write_with_mask(&PORTB,PORT_B_C_MASK,the_value_i_want_8_13);
PORTD = the_value_i_want_0_7;

现在，如果您想制作一个包含所有可能值的常量矩阵(同样，这仅适用于 UNO)，您可以制作一个三列 uint8_t 矩阵。有点像

int allvalues[][3] = { {0b001000, 0b001010, 0b00000001},
                    ...};

在这种情况下，第一个配置(报告的配置)引脚 A3、0、9、11 将打开，其他将关闭。

应用这个的可能函数是

void apply_configuration(uint8_t index)
{
    write_with_mask(&PORTC,PORT_B_C_MASK,allvalues[index][0]);
    write_with_mask(&PORTB,PORT_B_C_MASK,allvalues[index][1]);
    PORTD = allvalues[index][2];
}

这样您只需为要应用的配置(行)提供索引。

如果出于某些原因，您想要排除某些引脚(例如引脚 0 和 1，因为它们是串行接口(interface))，您只需将其包含在掩码中即可。例如:

#define PORT_B_MASK = 0x3F;
#define PORT_C_MASK = 0x0F;
#define PORT_D_MASK = 0xFC;
void apply_configuration(uint8_t index)
{
    write_with_mask(&PORTC,PORT_C_MASK,allvalues[index][0]);
    write_with_mask(&PORTB,PORT_B_MASK,allvalues[index][1]);
    write_with_mask(&PORTD,PORT_D_MASK,allvalues[index][2]);
}

这样我就排除了引脚 0 和 1(串行接口(interface))以及引脚 A4 和 A5(I2C 接口(interface))。

请注意:我以 UNO 为例，但您可以使用任何板。只需查看引脚映射即可了解端口和 arduino 引脚之间的关联。