AVR lcd驱动程序加速优化

62nxt

MOWEIWEI 发表于 2017-1-14 20:49
优化的地方就几行代码。越底层速度越快吧。但越底层的写法抽象性太高。要查阅芯片资料和记很多东西。
没 ...

是的

钟义亭

http://kaopu.so/pan/AVR

http://kaopu.so/pan/arduino

http://kaopu.so/pan/PIC%E5%8D%95%E7%89%87%E6%9C%BA

http://kaopu.so/pan/STm8%20%E5%8D%95%E7%89%87%E6%9C%BA








掏寶用 ID 號代買的 , 不在內
私下交易的
STM8 五年前 就買了
大部分 只買回看看
現在技術  PCB 放上五年 還很新的
我有很多事 ,  計畫中 的

狗狗百里游

avr的芯片用【PORTD=0X08;】这种语句改变IO输出电平，只需要运行一个时钟周期。
但是如果需要改变立刻生效，再需要多一个运行时钟周期。
也就是nop代码。
#define _NOP() {asm volatile("nop");}

如果【PORTD=0X08;】后面有其他代码，就不需要加nop，



        i2c_sda_lo();
        i=i+1;                //比如这样就是生效的
        i2c_sda_hi();
        i=i+1;                //比如这样就是生效的

        i2c_sda_lo();
        i2c_sda_hi();        //这样，avr的io口不一定是，先输出低电平，再变成高电平的


//另一种优化速度方式是，如果有发生8bit数据的代码，不要用for代码，因为循环代码的入口出口，都需要消耗时钟周期。

uint8_t SoftwareWire::i2c_write( uint8_t c )
{
  /*
    for ( uint8_t i = 0; i < 8; i++)
    {
    i2c_writebit(c & 0x80);           // highest bit first
    c <<= 1;
    }
  */
  i2c_write_bit(c & 128);
  i2c_write_bit(c & 64);
  i2c_write_bit(c & 32);
  i2c_write_bit(c & 16);
  i2c_write_bit(c & 8);
  i2c_write_bit(c & 4);
  i2c_write_bit(c & 2);
  i2c_write_bit(c & 1);
  /* read ack from client */
  /* 0: ack was given by client */
  /* 1: nothing happend during ack cycle */
  return (i2c_read_bit());

}


arduino的IDE，各种芯片的digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); 代码，都可以扒里面封装的IO口设置寄存器代码，出来优化的。
除了少数芯片的arduino的IDE，封装得太厉害，没有给出寄存器，封装成函数xxxxx.s这种连接文件，就不能进一步优化了。

MOWEIWEI

狗狗百里游 发表于 2017-1-16 00:12
avr的芯片用【PORTD=0X08;】这种语句改变IO输出电平，只需要运行一个时钟周期。
但是如果需要改变立刻生效 ...

多谢提供技术资料。

我是业余搞编程的，因此对于某些技术内幕不是很了解。因为有些东西的确不容易查到。
但是我有其他方式debug。

不知道你说的一个周期是指晶振的周期吗？还是单片机程序的周期。单片机的周期最小貌似是 晶振/2
因为单片机能输出频率貌似最大也就晶振/2.   

另我在示波器上观察到
PORTD=0X08;
PORTD=0X00;
的波形是这样的，2.6mhz
_|￣|_____________|￣|___

PORTD=0X08;
PORTD=0X00;
PORTD=0X08;
PORTD=0X00;
的波形是这样的
_|￣|___|￣|__________|￣|___

PORTD=0X08;
PORTD=0X00;
PORTD=0X08;
PORTD=0X00;
PORTD=0X08;
PORTD=0X00;
_|￣|___|￣|___|￣|_______|￣|___

最高貌似6m这样吧。再多加一组语句就输出0mhz。

有没有什么语句能再提高一倍呢？上面就算是一个波挨着一个波。貌似也就是你说的要一定的时钟周期。 16m晶振下达到 4mhz
也许有方法我不知道。也许不行。看到spi的时钟可以达到8mhz。定时器也可以达到8mhz。但那时特定针脚。普通针脚也许最高也就4mhz吧。
求解答。


nokia  lcd需要9bit spi驱动。可是这方面的资料好少。能驱动那块lcd核心代码，就是发送数据那块。我是抄过来用的。 但我拿一些8bit spi驱动试验移植成9bit的。都不成功。也不知道为什么。也许我需要一个逻辑分析仪。但又不想买。用着proteus里面的逻辑分析仪。貌似不上实体机不好说。唉！

sln.1550

arduino我用过，loop函数外还要执行一部分代码，所以输出的频率不会超过一个极限。
我给你的建议是取消loop循环，在setup时就使用自定义的循环就可以达到很高的速度，不过这个是我的想法，还没有测试过。不知道编译是不是会出问题。

钟义亭

也就是nop代码。
#define _NOP() {asm volatile("nop");}
這是 C語加入組語用


LCD開機誤動作 , 可 NOP 去處理波形
我只是看程式 , 偶而小改動
沒在寫程式 , 書都看不完  ,  又不能看太長時間

  i2c_sda_lo();
  i2c_sda_hi();        
//这样，avr的io口不一定是，先输出低电平，再变成高电平的

i2c_sda_lo();
nop
i2c_sda_hi();  
nop

用C語很難做出 ,  你想要的 方波序列
有看過有賣  , 做一序列方波的書 , 少人會買這種天書

https://read01.com/AEn7dP.html

阻塞 與 非阻塞
两种赋值不会对语句本身的赋值有影响，
但会影响以后对赋值结果的引用。





http://blog.chinaaet.com/yimeng/p/5100017472

http://www.ttfanwen.com/info_10/fw_2304119.html

狗狗百里游

我这里的【i2c_sda_lo();】实际代码只是相当于#define i2c_sda_lo() {PORTD=0X08}
用i2c_sda_lo表示是为了以后检查代码思路，方便知道当时是什么意思。

PORTD=0X08;
_NOP;
PORTD=0X00;
_NOP;
PORTD=0X08;
_NOP;
PORTD=0X00;
_NOP;
PORTD=0X08;
_NOP;
PORTD=0X00;
_NOP;
要这样才能保证IO口正确切换电平，avr芯片的说明书里面说过的。
avr芯片用寄存器改变io口电平状态，不是一个时钟周期就可以的
如果你没有用看门狗复位，可以在大量改变io口状态的时候，关闭中断，之后再打开中断，这样millis()得到的结果，就不会计数了。

avr的硬件spi输出io电平是最快的的。只有这样了。
其他的芯片我测试ssd1306屏幕，刷新一个屏幕的缓存，硬件i2c，跟模拟i2c，来比较io口操作的速度。

#if defined(SoftwareWire_h)
//如果使用的是模拟I2C，发送Wire.write();是阻塞函数，一次发送1024个字节
void OLED::update()
{
  // noInterrupts();
  _sendTWIcommand(SSD1306_SET_COLUMN_ADDR);
  _sendTWIcommand(0);
  _sendTWIcommand(127);
  _sendTWIcommand(SSD1306_SET_PAGE_ADDR);
  _sendTWIcommand(0);
  _sendTWIcommand(7);
  Wire.beginTransmission(SSD1306_ADDR);
  Wire.write(SSD1306_DATA_CONTINUE);
  Wire.write(&scrbuf[0], 1024);
  // for (uint16_t i = 0; i < 1024; i++) {
  //    Wire.write(scrbuf[i]);  }
  Wire.endTransmission();
  //  interrupts();
}

#else
//如果使用的是IDE自带的<Wire.h>库，发送Wire.write();是用中断函数，
//以Wire.endTransmission();为结尾，通过缓存发送的，一次只能发送16个字节
void OLED::update()
{
  // noInterrupts();
  _sendTWIcommand(SSD1306_SET_COLUMN_ADDR);
  _sendTWIcommand(0);
  _sendTWIcommand(127);
  _sendTWIcommand(SSD1306_SET_PAGE_ADDR);
  _sendTWIcommand(0);
  _sendTWIcommand(7);
  // I2C
  for (uint16_t i = 0; i < 1024; i++) {
    // send a bunch of data in one xmission
    Wire.beginTransmission(SSD1306_ADDR);
    Wire.write(SSD1306_DATA_CONTINUE);
    /*
      // defined(__arc__) 34频画面
      for (uint8_t x = 0; x < 16; x++)
      {
       Wire.write(scrbuf[i]);
       i++;
      }
      i--;
    */
    Wire.write(&scrbuf[i], 16);
    i +=  15;
    Wire.endTransmission();
  }
  //  interrupts();
}
#endif

直接操作io口，目前芯片最快的是esp32。硬件的是ArduinoDUE，测试是自己编写的模拟i2c，跟自己编写的简化硬件i2c代码，在打开Arduino中断计数的情况下，没有测试过用dma模式发生数据。
Arduino的IDE，完全可以用gcc代码编译avr芯片，ide只是重新定义了void setup() void loop()，可以改回来的...

狗狗百里游

//刷新一个测试需要的时间  77924us   12频  Avr 328P 16MHz 硬件I2C while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0) {};
//刷新一个测试需要的时间  122916us   7频, Avr 328P 16MHz 模拟I2C digitalPinToPort(_sdaPin);
//用pinMode模拟开漏输出
//#define SDA_LOW()       pinMode(i2c_sda_pin, OUTPUT);        //设置I2C强下拉
//#define SDA_HIGH()      pinMode(i2c_sda_pin, INPUT_PULLUP);  //设置I2C关闭弱上拉，变成高阻，I2C端口需要外接上拉电阻
//刷新一个测试需要的时间  34588us  28频,  ESP8266 160MHz  硬件I2C,
//刷新一个测试需要的时间  20993us  47频,  ESP8266 160MHz 【#define SDA_LOW()    (GPES = i2c_sda_pin_BIT)】模拟I2C,提前计算移位,//1x NOP U8GLIB_SSD1306_128X64_2X
//目前ESP32 240MHz的速度很快，暂时不优化设置IO口的代码
//刷新一个测试需要的时间  14083us  70频,  ESP32 240MHz 模拟I2C,使用#define SDA_LOW() digitalWrite(i2c_sda_pin, LOW)
//刷新一个测试需要的时间  17453us  56频,  ESP32 240MHz I2C,<Wire.h> Wire.setClock(900000L);
//刷新一个测试需要的时间  32069us  31频,  ESP32 240MHz I2C,<Wire.h> Wire.setClock(400000L);
//刷新一个测试需要的时间  11468us  87频,  DUE(ARM 32) 84MHz 硬件I2C,  <HW_ARM.h> DUE_TWI_SetClock(twi, 2400000L, VARIANT_MCK);
//刷新一个测试需要的时间  24777us  40频,  DUE(ARM 32) 84MHz 模拟I2C,  _sclBitMask  = digitalPinToBitMask(_sclPin);
//刷新一个测试需要的时间  27404us  36频,  DUE(ARM 32) 84MHz 硬件I2C   <Wire.h>
//刷新一个测试需要的时间  72544us  13频,  DUE(ARM 32) 84MHz 模拟I2C,  pinMode(_sda_pin, OUTPUT);  digitalWrite(_scl_pin, LOW);

//刷新一个测试需要的时间  40916us  24频,  Arduino101 32MHz  硬件I2C,
//刷新一个测试需要的时间  67519us  14频,  Arduino101 32MHz  模拟I2C,提前计算移位,精简到【SET_ARC_BIT_YUKI(reg_sda_pin, READ_ARC_REG(reg_sda_pin) & ~ (ulGPIOId_sda_pin_BIT));】
//刷新一个测试需要的时间  176582us   5频, DFRobot Bluno M3 72Mhz 【STM32 F103RET6】 I2C,<Wire.h> IDE自带库，其实是模拟I2C,使用【digitalWrite】设置IO模拟I2C,Wire.setClock(400000L)//刷新一个测试需要的时间  2210596us  DFRobot Bluno M3 72Mhz 【STM32 F103RET6】 模拟I2C,使用【g_APinDescription】设置IO模拟I2C,//u8g原始代码,U8GLIB_SSD1306_128X64_2X
//刷新一个测试需要的时间   32361us  30频, DFRobot Bluno M3 72Mhz 【STM32 F103RET6】 模拟I2C,使用【g_APinDescription[i2c_sda_pin].pPort->BRR】+【ulPin】设置IO模拟I2C,//u8g原始代码,U8GLIB_SSD1306_128X64_2X
//Fireduino开发板 模拟I2C,使用digitalPinToPort(_sclPin),不能用A4，A5等ad端口，以及硬件SDA,SCL端口，做为模拟端口使用
//#define SDA 8   //有些开发板的芯片,不能用A4，A5等ad端口，以及硬件SDA,SCL端口，做为模拟端口使用
//#define SCL 9
//刷新一个测试需要的时间   43657us  23频, Fireduino开发板 模拟I2C,使用digitalPinToPort(_sclPin),不能用A4，A5等ad端口，以及硬件SDA,SCL端口，做为模拟端口使用

狗狗百里游

IMG_7457.mp4 (3.62 MB, 下载次数: 43)

2017-1-16 15:52 上传

点击文件名下载附件

手机拍的mov视频，我改名字成mp4上传.
8位芯片跟32位芯片运算速度，上电时的晶振误差，跟io电平的波形(IO口是开漏输出，实际测试发现5v电平速度稍微快点，因为我检测了ssd1306屏幕IO脚的反馈，作为数据接收成功)，造成屏幕刷新速度的误差，本人概不负责....

MOWEIWEI

嗯。不错。
硬件i2c跟软i2c对比。

我看过网上视频。i2c要比spi慢很多。
根据你的测试综合一下速度对比
软i2c<硬i2c
软spi<硬spi
硬i2c  软spi  ？？？？

你的单片机比较强大。搞这个没多大意思。

我的目的是tft屏用在atmega8级别的这种单片机上。替代1206之类的屏。或者其他单色屏。毕竟tft便宜，有的几块钱一片。能显示比较多的信息。大家手上多多少少都有些烂手机。拆了屏拿来玩。