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我编写了这个简单的代码，它从Sharp红外传感器读取长度，最后通过串行显示以 cm（单位）为单位的平均米。

当为 Arduino Mega 板编写此代码时，Arduino 会启动一个闪烁的 LED（引脚 13）并且程序什么也不做。这段代码的错误在哪里？

#include <QueueList.h>

const int ANALOG_SHARP = 0; //Set pin data from sharp.
QueueList <float> queuea;
float cm;
float qu1;
float qu2;
float qu3;
float qu4;
float qu5;

void setup() {
    Serial.begin(9600);
}

void loop() {
    cm = read_gp2d12_range(ANALOG_SHARP); //Convert to cm (unit).
    queuea.push(cm); //Add item to queue, when I add only this line Arduino crash.
    if ( 5 <= queuea.peek()) {
        Serial.println(average());
    }
}

float read_gp2d12_range(byte pin) { //Function converting to cm (unit).
    int tmp;

    tmp = analogRead(pin);
    if (tmp < 3)
        return -1; // Invalid value.

    return (6787.0 /((float)tmp - 3.0)) - 4.0;
}

float average() { //Calculate average length
    qu1 += queuea.pop();
    qu2 += queuea.pop();
    qu3 += queuea.pop();
    qu4 += queuea.pop();
    qu5 += queuea.pop();

    float aver = ((qu1+qu2+qu3+qu4+qu5)/5);
    return aver;
}
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我同意vhallac 列出的peek()->错误。count()但我还要指出，除非有充分的理由不这样做，否则您应该考虑按 2 的幂进行平均。

原因是在微控制器上，除法很慢。通过对 2 的幂（2、4、8、16 等）进行平均，您可以简单地计算总和，然后对其进行位移。

计算 2 的平均值：(v1 + v2) >> 1

计算 4 的平均值：(v1 + v2 + v3 + v4) >> 2

要计算 n 个值的平均值（其中 n 是 2 的幂），只需将总和右移 [log2(n)]。

只要您的 sum 变量的数据类型足够大并且不会溢出，这就会更容易、更快。

注意：这通常不适用于浮动。事实上，微控制器并未针对浮点数进行优化。您应该考虑从 int 转换（我假设您是 ADC 正在读取的内容）在平均之后而不是之前在末尾浮动。

通过从 int 转换为 float，然后对 float 进行平均，与将 int 转换为 float 相比，平均 int 会损失更多的精度。

其他：

您在+=没有初始化变量（ , 等）的情况下使用运算符qu1-qu2如果您要使用，最好初始化它们，+=但它看起来好像=可以正常工作。

对于浮点数，我将average函数编写为：

float average(QueueList<float> & q, int n)
{
    float sum = 0;
    for(int i=0; i<n; i++)
    {
        sum += q.pop();
    }

    return (sum / (float) n);
}

并称之为：average(queuea, 5);

您可以使用它来平均任意数量的传感器读数，然后使用相同的代码在完全不同的 QueueList 中平均浮点数。将读数的数量作为参数传递给平均值在您需要调整它的情况下真的会派上用场。

TL;博士：

以下是我的做法：

#include <QueueList.h>

const int ANALOG_SHARP=0;   // set pin data from sharp
const int AvgPower = 2;     // 1 for 2 readings, 2 for 4 readings, 3 for 8, etc.
const int AvgCount = pow(2,AvgPow);

QueueList <int> SensorReadings;


void setup(){
    Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
    int reading = analogRead(ANALOG_SHARP);
    SensorReadings.push(reading);

    if(SensorReadings.count() > AvgCount)
    {
        int avg = average2(SensorReadings, AvgPower);
        Serial.println(gpd12_to_cm(avg));
    }
}

float gp2d12_to_cm(int reading)
{
    if(reading <= 3){ return -1; }

    return((6787.0 /((float)reading - 3.0)) - 4.0);
}

int average2(QueueList<int> & q, int AvgPower)
{
    int AvgCount = pow(2, AvgPower);
    long sum = 0;
    for(int i=0; i<AvgCount; i++)
    {
        sum += q.pop();
    }

    return (sum >> AvgPower);
}
于 2011-09-03T20:33:09.663 回答
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您正在使用queuea.peek()获取计数。这只会返回队列中的最后一个元素。你应该queuea.count()改用。

您也可以考虑将条件更改tmp < 3为tmp <= 3. 如果tmp是 3，则除以零。

于 2011-09-03T19:39:53.847 回答
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伟大的改进 jedwards，但是我的第一个问题是为什么使用 queuelist 而不是 int 数组。

例如，我将执行以下操作：

int average(int analog_reading)
{
    #define NUM_OF_AVG 5
    static int readings[NUM_OF_AVG];
    static int next_position;
    static int sum;

    if (++next_position >= NUM_OF_AVG)
    {
        next_position=0;
    }
    reading[next_position]=analog_reading;

    for(int i=0; i<NUM_OF_AVG; i++)
    {
        sum += reading[i];
    }
    average = sum/NUM_OF_AVG
}

现在我计算每次读数的新滚动平均值，它消除了嵌入式设备中与动态内存分配（内存碎片、没有可用内存、内存泄漏）相关的所有问题。

我很欣赏并理解使用移位来除以 2,4 或 8，但是出于两个原因，我会远离这种技术。

我认为源代码的可读性和可维护性比通过转移而不是划分节省一点时间更重要，除非您可以测试并验证划分是一个瓶颈。

其次，我相信如果可能的话，大多数当前的优化编译器都会做出改变，我知道 GCC 会这样做。

我将把重构的 for 循环留给下一个人。

于 2011-09-05T02:11:25.437 回答