有没有办法让我的补码更有效率，并允许一次输出多个？

Question

我使用 DIP 开关作为输入，使用 LED 作为输出，以类似于任何给定输入的补码。我正在对 Arduino Uno 进行编程以尝试这样做。我对按位效率也不是很有经验；有没有办法大大减少代码中的行数？

我目前拥有的是一堆 if 语句。

#include <avr/io.h>//library used to access the pin addresses

int main () {
        DDRB |= 0b00001111;
        DDRD &= ~(0b11110000);
        while (1) {
        if (PIND & 0b00010000) {
            PORTB |= 0b00001110;
            PORTB &= ~(0b00000001);
        }
        else if (PIND & 0b00100000) {
            PORTB |= 0b00001101;
            PORTB &= ~(0b00000010);
        }
        else if (PIND & 0b00110000) {
            PORTB |= 0b00001100;
            PORTB &= ~(0b00000011);
        }
        else if (PIND & 0b01000000) {
            PORTB |= 0b00001011;
            PORTB &= ~(0b00000100);
        }
        else if (PIND & 0b01010000) {
            PORTB |= 0b00001010;
            PORTB &= ~(0b00000101);
        }
        else if (PIND & 0b01100000) {
            PORTB |= 0b00001001;
            PORTB &= ~(0b00000110);
        }
        else if (PIND & 0b01110000) {
            PORTB |= 0b00001000;
            PORTB &= ~(00000111);
        }
        else if (PIND & 0b10000000) {
            PORTB |= 0b00000111;
            PORTB &= ~(0b00001000);
        }
        else if (PIND & 0b10010000) {
            PORTB |= 0b00000110;
            PORTB &= ~(0b00001001);
        }
        else if (PIND & 0b10100000) {
            PORTB |= 0b00000101;
            PORTB &= ~(0b00001010);
        }
        else if (PIND & 0b10110000) {
            PORTB |= 0b00000100;
            PORTB &= ~(0b00001011);
        }
        else if (PIND & 0b11000000) {
            PORTB |= 0b00000011;
            PORTB &= ~(0b00001100);
        }
        else if (PIND & 0b11010000) {
            PORTB |= 0b00000010;
            PORTB &= ~(0b00001101);
        }
        else if (PIND & 11100000) {
            PORTB |= 0b00000001;
            PORTB &= ~(0b00001110);
        }
        else if (PIND & 11110000) {
            PORTB |= 0b00000000;
            PORTB &= ~(0b00001111);
        }
    }
    return 0;
}

此外，我遇到的另一个问题是一次只有一个 LED 熄灭；如果我先按一个开关再按另一个开关，我按的第一个开关的 LED 会在我按另一个开关后立即重新亮起。

Answer 1

首先我建议你先清除PORTB。然后你可以轻松地只设置你需要设置的位。

至于大的if...else if链，可以将PIND的值下移四位，补码。

类似于：

// Clear all bits (and turn off all LEDs)
PORTB = 0;

// Move the four high bits of PIND to the four lowest,
// gets the bitwise complement of that, and set those bits
// (Turning on some LEDs)
PORTB |= ~(PIND >> 4);

当然，您仍然可以使用当前的方式来打开 on/off LED（但仍然没有长 if ... else if 链）：

PORTB |= ~(PIND >> 4);
PORTB &= ~(PIND >> 4);

Answer 2

这不是正确的代码，可以用更简单、更易读的方式完成。

你应该摆脱二进制符号，因为它很难阅读而且实际上不是 C 标准。
您应该只读取一次硬件寄存器并写入一次。像这里所做的那样访问长 if else if 链中的相同寄存器是一个很大的禁忌。端口的状态可能会在两次读取之间发生变化。
在处理任何形式的开关时，无论是物理按钮、拨码开关、继电器等，您绝对必须实施某种方式的信号去抖动.按下按钮时，会产生机电反弹，在稳定之前表现为线上的尖峰。您可以使用示波器查看这一点，方法是将按钮的一侧连接到电阻器供电，另一侧接地。

未能对此类信号进行去抖动是嵌入式初学者常犯的错误。它通常在软件中完成，在做出决定之前多次阅读按钮。或者通过硬件中的 RC 滤波器，但这需要额外的组件。

你应该有这样的代码：

#define LED0 (1u << 0) // corresponding to PORTx:0
#define LED1 (1u << 1) // corresponding to PORTx:1
...

然后你可以像这样声明一个输出矩阵：

const uint8_t LED_OUTPUT [16] = 
{
  [0] = LED1 | LED2 | LED3,
  [1] = LED0 | LED2 | LED3,
  ...
};

输入从 PIND 读取一次，通过周期性读取去抖动，可能使用简单的数字滤波器（如 3 次读取的中值），然后就地移位（右移 4 步）因此它对应于数字 0 到15:

uint8_t index = get_buttons(); // function that returns the debounced valued read from PIND
PORTB = LED_OUTPUT[index];

就是这样。

有没有办法让我的补码更有效率，并允许一次输出多个？

Is there a way to make my ones complement code far more efficient and to allow for multiple outputs at a time?

c

embedded

arduino

ones-complement