БИБЛИОТЕКА GYVERHACKS

Библиотека с некоторыми удобными хаками для Arduino UNO/NANO/MINI (atmega328):

  • Быстрые аналоги стандартных функций чтения/записи
    • digitalRead
    • digitalWrite
    • analogRead
    • analogWrite
  • Изменение частоты ШИМ пинов (3, 5, 6, 9, 10, 11)
  • Установка ШИМ на пинах 9 и 10 в режим 10 бит (analogWrite 0-1023)
  • Генерация ШИМ на ЛЮБОМ пине (частота ~150 Гц)
  • Измерение напряжения питания + калибровка константы
  • Перевод напряжения питания в проценты по графику разряда для разных типов АКБ
  • Измерение температуры ядра

Поддерживаемые платформы: только платы на ATmega328/168

ДОКУМЕНТАЦИЯ


// ********************************************* Хаки с ШИМ *********************************************
void setPWMmode(byte pin, byte mode);   // установка режима ШИМ на пине 
                                        // пины 3, 5, 6, 9, 10, 11
                                        // режимы: 0 - FastPWM, 1 - Phase-correct PWM

void setPWMprescaler(uint8_t pin, uint16_t mode);
// установка частоты ШИМ на пине. Смотри таблицу частот в GyverHacks.h или примере PWMfreq!

void set8bitPWM();                 // установка ШИМ на пинах 9 и 10 в режим 8 бит (analogWrite 0-255) (по умолчанию)

void set10bitPWM();                // установка ШИМ на пинах 9 и 10 в режим 10 бит (analogWrite 0-1023)

void delayFix(uint32_t delayTime);                  // аналог delay для корректной работы с изменённой частотой ШИМ пинов 5 и 6
void delayMicrosecondsFix(uint32_t delayTime);      // аналог delayMicroseconds для корректной работы с изменённой частотой ШИМ пинов 5 и 6

uint32_t millisFix();                               // аналог millis для корректной работы с изменённой частотой ШИМ пинов 5 и 6
uint32_t microsFix();                               // аналог micros для корректной работы с изменённой частотой ШИМ пинов 5 и 6

void anyPWMinit(byte prescaler);
// инициализация ШИМ на любом пине
// prescaler: 4 - 311 Гц, 5 - 244 Гц, 6 - 122 Гц, 7 - 30 Гц
// если пинов много - понижайте частоту (20 пинов работают отлично на 6 режиме)													
             
void anyPWMpin(uint8_t pin);       // настроить ЛЮБОЙ пин для генерации ШИМ

void anyPWM(byte pin, byte duty);  // включить ШИМ на ЛЮБОМ пине (настроенном выше)

// ********************************************* Ускоряем функции *********************************************

void setPWM(uint8_t pin, uint8_t duty);      // быстрый аналог analogWrite (в 7 раз быстрее)

void setPin(uint8_t pin, uint8_t x);         // быстрый аналог digitalWrite (в 10 раз быстрее)

boolean readPin(uint8_t pin);                // быстрый аналог digitalRead (в 11 раз быстрее)

void setADCrate(byte mode);
// установка скорости работы АЦП (analogRead)
// mode 1: 3.04 мкс (частота оцифровки 329 000 кГц)
// mode 2: 4.72 мкс (частота оцифровки 210 000 кГц)
// mode 3: 8.04 мкс (частота оцифровки 125 000 кГц)
// mode 4: 15.12 мкс (частота оцифровки 66 100 кГц)
// mode 5: 28.04 мкс (частота оцифровки 35 600 кГц)
// mode 6: 56.04 мкс (частота оцифровки 17 800 кГц)													
// mode 7: 112 мкс (частота оцифровки 8 900 Гц)

// ********************************************* Точный вольтметр *********************************************

int getVCC();                      // возвращает опорное напряжение (напряжение питания)
                                   // константа по умолчанию равна 1100, нужно калибровать!
        
void constantWizard();             // помошник калибровки константы (смотри пример)

void restoreConstant(int adr);     // восстановить константу из памяти

void setConst(int new_const);      // установить константу вручную (по умолч. 1100)

int getConst();                    // вывести текущую константу

int getVoltage(uint8_t pin);       // измерить напряжение на пине с учётом опорного

// функции получения процента заряда из напряжения, линеаризованы вручную по графикам разряда АКБ
// использовать вот так: lithiumPercent(getVCC()); - ардуина питается от лития

byte lithiumPercent(int volts);    // возвращает процент заряда Li-ion аккумулятора (4,2-2,8 В)

byte alkaline3Percent(int volts);  // возвращает процент заряда 3х алкалиновых батареек (4,6-3,3 В)

byte nickel3Percent(int volts);    // возвращает процент заряда 3х Ni-Cd аккумуляторов (4.2-3.0 В)

byte nickel4Percent(int volts);    // возвращает процент заряда 4х Ni-Cd аккумуляторов (5.6-4.0В)

// функция для расчёта заряда батареи в процентах
// принимает напряжение в милливолльтах (volts), а также напряжения, при которых заряд равен 100, 80... 0%
byte mVtoPercent(int volts, int volt100, int volt80, int volt60, int volt40, int volt20, int volt0);

// ********************************************* Прочее *********************************************
float getTemp();		// получить примерную температуру ядра процессора (температура окружающей среды или температура внутри корпуса)

ПРИМЕРЫ


// пример работы с генерацией ШИМ для ЛЮБОГО пина. Хоть все 20 (atmega328)
// не забудьте включить параметр в GyverHacks.h (почти в самом начале)
#include "GyverHacks.h"

void setup() {
  anyPWMinit(6);	// инициализация системы, в скобках режим (частота)
     // 4 - 311 Гц, 5 - 244 Гц, 6 - 122 Гц, 7 - 30 Гц
     // если пинов много - понижайте частоту (20 пинов работают отлично на 6 режиме, 10 на 5ом режиме)
     
 // делаем все пины как anyPWM
  for (byte i = 0; i < 20; i++) {
    anyPWMpin(i);	// настройка пина
  }
}

void loop() {
 // и поочереди плавно включаем и выключаем все пины
 // сама функция - anyPWM(pin, duty) - пин и величина 0-255
 
  for (byte i = 0; i < 20; i++) {
    for (byte j = 0; j < 255; j++) { anyPWM(i, j); delay(2); } for (int j = 255; j > 0; j--) {
      anyPWM(i, j);
      delay(2);
    }
  }
}
/*
  digitalWrite() - 3.2 мкс
  setPin() - 0.32 мкс (в 10 раз быстрее)

  digitalRead() - 3.08 мкс
  readPin() - 0.28 мкс (в 11 раз быстрее)

  analogWrite() - 3.87 мкс
  setPWM() - 0.53 мкс (в 7 раз быстрее)

  analogRead() стандартный - 113 мкс
  setADCrate(1) - установка максимальной скорости АЦП (по умолч. 7 - минимум)
  analogRead() на макс. скорости - 3.04 мкс (в 38 раз быстрее)
*/

#include "GyverHacks.h"
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  setADCrate(1);
  /*
    // мигаем всеми пинами
    for (byte i = 0; i < 20; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT);
    }
    for (byte i = 0; i < 20; i++) {
    setPin(i, 1);
    delay(400);
    setPin(i, 0);
    delay(200);
    }
  */
}

void loop() {

}
// при изменении ШИМ у таймера 0 функции времени начинают работать 
// некорректно: быстрее или медленнее
// проблему решаем при помощи fixed функций, где учтён предделитель таймера
// delayFix()
// delayMicrosecondsFix()
// millisFix()
// microsFix()

#include "GyverHacks.h"

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  setPWMprescaler(5, 2);  // пин 5 частота 7,8 кГц
}

void loop() {
  Serial.println("millis: " + String(millis()) + ", millisFix: " + String(millisFix()));
  delayFix(1000);
}
// пример 10 битного шима на 9 и 10 пинах

#include "GyverHacks.h"

void setup() {
  set10bitPWM();			// установить ШИМ на 9 и 10 пине в режим 10 бит
  //set8bitPWM();			// по умолчанию 8 бит, можно вернуть
  
  analogWrite(9, 666);		// запустить ШИМ на 9 пине, диапазон 0-1023
  
  // также можно изменить частоту ШИМ
  
  setPWMprescaler(9, 1);	// установить режим (ШИМ пин, режим). Сейчас поставили 9 и 10 пин на 15.6 кГц. Круто!
}

void loop() {

}
// пример изменения частоты ШИМ на ШИМ пинах atmega328
// при изменении ШИМ у таймера 0 функции времени начинают работать некорректно
// в библиотеке есть fixed функции, смотри пример fixedTime
/*
Timer 0 (пины 5 и 6) (ВЛИЯЕТ НА РАБОТУ millis() и delay())
Timer 1 (пины 9 и 10) (ВЛИЯЕТ НА РАБОТУ servo)
Timer 2 (пины 3 и 11) (ВЛИЯЕТ НА РАБОТУ tone())
*/

/*
____________________________________________________________________________________________
 | Timer 0 (пины 5 и 6)		| Timer 1 (пины 9 и 10) 		| Timer 2 (пины 3 и 11)		| 
 | Timer 1 (пины 9 и 10)		| в режиме 10 bit				|							| 
____|___________________________|_______________________________|___________________________|
mode| Phase-correct	| Fast PWM	| Phase-correct		| Fast PWM	| Phase-correct	| Fast PWM	|
____|_______________|___________|___________________|___________|_______________|___________|
1	| 31.4 kHz		| 62.5 kHz	| 7.8 kHz			| 15.6 kHz	| 31.4 kHz		| 62.5 kHz	| 
2	| 4 kHz			| 7.8 kHz	| 977 Hz			| 2 kHz		| 4 kHz			| 8 kHz		| 
3	| 490 Hz		| 976 Hz	| 122 Hz			| 244 Hz	| 980 Hz		| 2 kHz		| 
4	| 122 Hz		| 244 Hz	| 30 Hz				| 61 Hz		| 490 Hz		| 980 Hz	| 
5	| 30 Hz			| 61 Hz		| 7.6 Hz			| 15 Hz		| 245 Hz		| 490 Hz	| 
6	| -				| -			| -					| -			| 122 Hz		| 244 Hz	| 
7	| -				| -			| -					| -			| 30 Hz			| 60 Hz		| 
____|_______________|___________|___________________|___________|_______________|___________|
*/


#include "GyverHacks.h"

void setup() {  
  setPWMprescaler(5, 2);	// установить режим (ШИМ пин, режим) в этом случае на пин 5 частота 7,8 кГц 
  pinMode(5, OUTPUT);
  setPWM(5, 125);			    // запустить ШИМ
}

void loop() {

}
/*
  Пример настройки точного вольтметра на внутреннем опорном напряжении.
  Константа вольтметра (по умолчанию 1100) зависит от температуры и отличается в МК из разных партий.
  Удобно настроить константу можно через constantWizard:
    - Вызываем функцию constantWizard()
    - Отправляем ей реальное напряжение питания в милливольтах (измерить между GND и 5V)
    - Будет посчитана константа и предложено записать её в EEPROM (Y - согласиться, N - отказаться)
    - При согласии будет предложено выбрать адрес ячейки, отправляем (0 - 1022) константа займёт 2 ячейки!
    - Удаляем или комментируем функцию constantWizard(), она больше не нужна
    - Для автоматического восстановления константы вызываем restoreConstant(address) при запуске скетча
      - address должен быть таким же, какой вы выбрали в constantWizard =)
      - Всё, теперь функция getVCC() возвращает точное опорное напряжение!
        Для большей точности можно делать среднее по 50 измерениям или фильтровать
    - Константу можно менять вручную, это переменная vcc_const. Например пишем в сетапе vcc_const = 1080
*/

#include "GyverHacks.h"

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  
  constantWizard();           // помошник по калибровке константы
  //restoreConstant(1000);    // восстановить из памяти
    
  Serial.println(getVCC());
}

void loop() {

}

УСТАНОВКА БИБЛИОТЕКИ

Если вы не знаете, как установить библиотеку – читайте отдельный урок по работе с библиотеками!

БАГИ И ОШИБКИ

Если вы нашли баг или ошибку в исходнике или примерах, или у вас есть идеи по доработке библиотеки – пишите пожалуйста на почту alex@alexgyver.ru. В комментарии на страницах я заглядываю очень редко, на форум – ещё реже.

ОСТАЛЬНЫЕ БИБЛИОТЕКИ

У меня есть ещё очень много всего интересного! Смотрите полный список библиотек вот здесь.