▶SWITCH TO ENGLISH◀
Версия 1.10.1 от 25.10.2019
Быстрое и лёгкое ядро для Arduino IDE с расширенной конфигурацией.
Основано на оригинальном ядре Arduino версии 1.8.9, большинство функций заменены на более быстрые и лёгкие аналоги, убрано всё лишнее и не относящееся к микроконтроллеру ATmega328p, убран почти весь Wiring-мусор, код упрощён и причёсан. Добавлено несколько функций и интересных вариантов компиляции.
Разработано by Александр AlexGyver и Egor 'Nich1con' Zaharov
- Открой the Arduino IDE
- Зайди в Файл > Настройки
- Вставь этот адрес в Дополнительные ссылки для менеджера плат:
https://alexgyver.github.io/package_GyverCore_index.json - Открой Инструменты > Плата > Менеджер плат...
- Подожди загрузку списка
- Листай в самый низ, пока не увидишь GyverCore
- Жми Установка
- Закрой окно
- Выбери плату в Инструменты > Плата > GyverCore > ATmega328 based
- Готово!
- Примечание: новая версия компилятора по умолчанию идёт для Windows 64, если нужно для win32 или Linux - нужно установить вручную. Идём в C:\Users\Username\AppData\Local\Arduino15\packages\GyverCore\hardware\avr\1.10.1\tools\avr-gcc, удаляем оттуда всё и кладём туда файлы из архива нужной версии (папка avr-gcc в корне данного репозитория)
- Файлы из папки GyverCore в этом репозитории положить по пути C:\Users\Username\AppData\Local\Arduino15\packages\GyverCore\hardware\avr\1.10.1\
- Версия компилятора по умолчанию для Windows 64, если нужна другая - читай выше как установить
Время выполнения функций, мкс
| Функция | Arduino | GyverCore | Быстрее в |
|---|---|---|---|
| millis | 1.06 us | 1.00 us | - |
| micros | 1.19 us | 1.13 us | - |
| pinMode | 2.90 us | 0.57 us | 5.09 |
| digitalWrite | 2.90 us | 0.57 us | 5.09 |
| digitalRead | 2.45 us | 0.50 us | ? |
| analogWrite | 4.15 us | 1.13 us | 3.67 |
| analogRead | 112.01 us | 5.41 us | 20.70 |
| analogReference | 0.00 us | 0.00 us | - |
| attachInterrupt | 1.20 us | 1.18 us | 1.02 |
| detachInterrupt | 0.82 us | 0.57 us | 1.44 |
| tone | 5.63 us | 2.40 us | 2.3 |
Занимаемое место, Flash, байт
| Функция | Arduino | GyverCore | Разница, Flash |
|---|---|---|---|
| millis | 26 | 24 | 2 |
| micros | 24 | 20 | 4 |
| pinMode | 114 | 24 | 90 |
| digitalWrite | 200 | 24 | 176 |
| digitalRead | 190 | 24 | 166 |
| analogWrite | 406 | 48 | 358 |
| analogRead | 32 | 72 | -40 |
| analogReference | 0 | 22 | -22 |
| attachInterrupt | 212 | 180 | 32 |
| detachInterrupt | 198 | 150 | 48 |
| tone | 1410 | 740 | 670 |
| Serial begin | 1028 | 166 | 862 |
| print long | 1094 | 326 | 768 |
| print string | 2100 | 1484 | 616 |
| print float | 2021 | 446 | 1575 |
| parseInt | 1030 | 214 | 816 |
| readString | 2334 | 1594 | 740 |
| parseFloat | 1070 | 246 | 824 |
Примечание: analogRead и analogReference имеют расширенную функциональность и весят чуть больше
Скетч, состоящий из однократного вызова перечисленных выше функций, занимает
- Ядро Arduino: 3446 байт (11%) Flash / 217 байт (10%) SRAM
- Ядро GyverCore: 1436 байт (4%) Flash / 94 байт (4%) SRAM
Пустой скетч:
- Ядро Arduino: 444 байт (1%) Flash / 9 байт (0%) SRAM
- Ядро GyverCore: 202 байт (0%) Flash / 0 байт (0%) SRAM
Все библиотеки, работа которых зависит от стандартных функций (время, I/O), работают быстрее:
- SPI: отправка байта данных по адресу (опустить latch, отправить адрес, отправить байт, поднять latch) занимает:
- Стандартное ядро: 14 мкс (71 кГц)
- GyverCore: 6 мкс (164 кГц)
uart является практически полным аналогом Serial, но весит в разы меньше и работает быстрее. Список функций смотри ниже в Добавлено.
- Расширена подсветка синтаксиса (вплоть до названий регистров и битов)
- Макрос bitToggle(value, bit), инвертирует состояние бита bit в байте value
- Быстрая функция digitalToggle(pin), инвертирует состояние пина
- Расширенная работа с АЦП
- analogStartConvert(byte pin) - начать преобразование с выбранного пина
- analogGet() - получить преобразованное значение (между analogStartConvert и analogGet можно выполнять действия, в отличие от ожидания в analogRead())
- analogPrescaler(uint8_t prescl) - установить предделитель для АЦП (2, 4, 8, 16, 32, 64, 128) - управляет скоростью работы АЦП (скоростью оцифровки). Prescaler:
- 2: 3.04 мкс (частота оцифровки 329 000 кГц)
- 4: 4.72 мкс (частота оцифровки 210 000 кГц)
- 8: 8.04 мкс (частота оцифровки 125 000 кГц)
- 16: 15.12 мкс (частота оцифровки 66 100 кГц)
- 32: 28.04 мкс (частота оцифровки 35 600 кГц)
- 64: 56.04 мкс (частота оцифровки 17 800 кГц)
- 128: 112 мкс (частота оцифровки 8 900 Гц)
- В функции analogRead(pin) вместо пина можно указать INTERNAL (получить значение внутреннего опорного напряжения) или THERMOMETR (получить приблизительную температуру МК). Примечание: нужно установить предделитель 128
- Добавлен очень быстрый и лёгкий uart (аналог классу Serial)
- uart.begin() - запустить соединение по последовательному порту со скоростью 9600
- uart.begin(baudrate) - запустить соединение по последовательному порту со скоростью baudrate
- uart.end() - выключить сериал
- uart.peek() - вернуть крайний байт из буфера, не убирая его оттуда
- uart.flush() - ждать принятия данных
- uart.clear() - очистить буфер
- uart.read() - вернуть крайний байт из буфера, убрав его оттуда
- uart.write(val) - запись в порт
- uart.print(val) - печать в порт (числа, строки, char array)
- uart.println(val) - печать в порт с переводом строки
- uart.available() - возвразает true, если в буфере что-то есть
- uart.setTimeout(val) - установить таймаут для функций парсинга (по умолчанию 100 мс)
- uart.parseInt() - принять целочисленное число
- uart.readString() - принять строку
- uart.readStringUntil() - принять строку по терминатору
- uart.parseFloat() - принять число float
- uart.parsePacket(dataArray) - принять пакет вида $50 60 70; в массив dataArray (смотри пример)
- Добавлены расширенные настройки платы из меню платы
- Выбор загрузчика
- Выбор источника тактирования (внешний, внутренний)
- Сохранять или очищать EEPROM
- Вывод тактирования на ногу МК
- Возможность отключить системный таймер 0 и освободить для себя вектор прерывания ovf
- Замена Serial быстрым uart
- Настройка или отключение B.O.D.
- Возможность отключить стандартную инициализацию периферии
- Выбор версии компилятора
Убраны всякие сервисные файлы и прочий хлам, не относящийся к ATmega328 (wifi, USB), почищен код. Ядро полностью совместимо с остальными библиотеками, ничего из стандартных функций не вырезано.
Bootloader - выбор загрузчика (требует перезаписи загрузчика):
- old bootloader - cтарый загрузчик (стоит на большинстве китайских плат)
- Новый с optiBoot, киатйцы тоже потихоньку начинают продавать платы с ним
- optiBoot v8 - optiboot самой свежей версии
- Вариант without bootloader для прошивки скетча во всю доступную (32 кБ) память МК
Clock - выбор частоты и источника тактирования (требует перезаписи загрузчика):
- External 16 MHz (стандартный вариант для платы Nano 16 МГц)
- External 8 MHz (стандартный вариант для платы Nano 8 МГц)
- Internal 8 MHz (внутренний генератор: можно работать с голым камнем без кварца)
- Internal 1 MHz (внутренний генератор)
- Internal 128 kHz (внутренний генератор) - загрузчик будет стёрт! Используйте without bootloader!
- Примечания:
- Функции времени (delay/millis) скорректированы под выбранную частоту
- После прошивки на частоту 128 кГц дальнейшая загрузка по ISP возможна только с понижением частоты ISP на стороне программатора!
Save EEPROM - сохранять EEPROM после перепрошивки (очистки) камня (требует перезаписи загрузчика):
- enable - включить
- disable - выключить
Clock Out - на пине D8 (NANO/Mini) будет продублировано тактирование с частотой источника (требует перезаписи загрузчика):
- disable - выключить
- enable - включить
System timer - преднастройка таймера 0:
- enable - таймер 0 настроен по умолчанию, работают функции времени delay/millis
- disable - вектор прерываний OVF таймера 0 освобождён для пользователя, delay/delayMicroseconds работают, millis/micros - нет
- Примечание: при отключенном таймере 0 функции delay и delayMicroseconds автоматически заменяются на _delay_ms и _delay_us из avr/util.h, а millis и micros заменены на 0
Serial - работа с Serial:
- default Serial - при работе с Serial работает стандартная библиотека Serial
- GyverUART - все обращения к Serial в коде автоматически заменяются на uart из библиотеки GyverUART - код становится быстрее и легче!
- Примечание: в GyverUART нет функций find, findUntil, readBytes и readBytesUntil!
B.O.D. (Brown-out detector) - reset при падении напряжения (требует перезаписи загрузчика):
- disable - отключен
- 1.8V - сброс при напряжении питания ниже 1.7-2.0V
- 2.7V (default) - сброс при напряжении питания ниже 2.5-2.9V
- 4.3V - сброс при напряжении питания ниже 4.1-4.5V
Initialization - инициализация периферии (таймеры, ацп) в начале скетча:
- enable - стандартная инициализация
- disable - инициализация отключена
Compiler version - версия компилятора
- default v5.4.0 - встроенная в IDE версия компилятора
- avr-gcc v8.3.0 - новая версия компилятора: компилирует быстрее, скетчи весят меньше! Билд взял отсюда
Для большего контроля за периферией микроконтроллера рекомендую попробовать следующие наши библиотеки:
- directTimers - полный контроль над таймерами/счётчиками ATmega328
- directADC - полный контроль над АЦП и компаратором ATmega328
- GyverPWM - расширенная генерация ШИМ сигнала со всеми настройками и режимами
- GyverTimer012 - очень простая и лёгкая библиотека для контроля прерываний по таймерам 0/1/2
- GyverWDT - полный контроль за WDT (прерывания, перезагрузка)
Скачать все библиотеки можно из репозитория
- 1.0.0
- 1.1.0
- Восстановлена совместимость с некоторыми библиотеками (макросы pinToMask)
- Добавлен выбор частоты в меню (поддержка 16/8 МГц плат с корректнным временем и портом)
- 1.2.0
- Возвращён pins_arduino.h, который требуют некоторые библиотеки
- 1.3.0
- Вовзращены ещё некоторые стандартные костыли, но на вес и эффективность ядра они не влияют
- 1.4.0
- Восстановлена совместимость между номерами пинов для analogRead (A-пины и цифры)
- 1.5.0
- Облегчён analogRead
- Чуть исправлена инициализация watchdog
- 1.6.0
- Пофикшен INPUT_PULLUP
- Добавлена расширенная подсветка синтаксиса (регистры и байты)
- Убрана поддержка ATmega168
- Изменена логика выбора платы
- Добавлена поддержка тактирования от внутреннего генератора:
- 8 МГц
- 1 МГц (только для without bootloader)
- 128 кГц (только для without bootloader)
- 1.7.0
- Облегчена сборка
- Добавлено корректное время (millis/delay) для частоты 128 кГц
- Функции millis() и micros() вырезаны при отключении таймера 0 (через меню выбора платы)
- Функции delay() и delayMicroseconds() работают при отключении таймера 0 (через меню выбора платы)
- Вывод в порт корректно работает при отключении таймера 0 (через меню выбора платы)
- Ускорен uart (обычный буфер заменён на циклический) - чтение быстрее в 2 раза!
- Добавлена настройка BOD (через меню выбора платы)
- Добавлен Clock Out - вывод тактирования на пин D8 (через меню выбора платы)
- Добавлена настройка Save EEPROM (через меню выбора платы)
- Добавлена настройка Initialization отключить инициализацию периферии при старте скетча (через меню выбора платы)
- Огромное спасибо Pasha13666 за помощь в доработке!
- 1.7.1
- Поправлены баги с I/O
- Улучшен uart
- 1.7.2
- Поправлено отключение millis
- 1.7.3
- Сокращён аналогРид
- Убран расширенный ШИМ
- Убран сброс WDT (не работал)
- Пофикшены различные баги
- Убран lightInit
- Добавлен загрузчик optiBoot v8
- 1.7.4
- Поправлены баги с Serial
- И не только с Serial
- Оптимизированы прерывания
- 1.8
- Поправлена критическая ошибка с таймером
- Исправлена куча багов
- Дописан keywords
- Всё протестировано на всех загрузчиках (спасибо Egor!)
- 1.8.1
- Пофикшен вывод float в uart
- В uart добавлен вывод с базисом числа
- 1.8.2
- uart обёрнут в класс
- Добавлена возможность заменить вызовы Serial на uart (через меню выбора платы)
- 1.8.3
- uart улучшен, добавлен буфер на отправку данных
- 1.8.4
- Убраны дублирующиеся программаторы
- Ещё чуть ускорен uart
- 1.9.0
- Вшита новая версия компилятора avr-gcc
- 1.10.0
- Расширена подсветка синтаксиса
- Пофикшен tone
- Пофикшен pulseIn (но выдаёт разрешение 4 мкс)
- Добавлен avr-gcc v8 под Win32 и Linux
- Ускорен IO
- 1.10.1
- IO откатили назад из за непонятных багов