前段時間我們發布了更多關於 毫秒（）函數 de Arduino的現在我們將深入研究 Arduino定時器，要開始使用此功能，請了解此板如何管理 MCU 的時間，以及除了 millis() 之外的其他功能。
什麼是 Arduino 計時器？
El Arduino 計時器，或計時器，是由硬件實現的功能（在微控制器中，借助產生時鐘脈衝並設置“節奏”的石英晶體，無需外部硬件或 IC 555），允許通過時鐘控制臨時事件內部的。 例如，讓任務間隔發生，進行精確的時間測量等，獨立於草圖代碼。
想像一下，您使用 延遲（）函數，這將阻止 Arduino MCU 上的執行，直到經過指定的時間，然後繼續執行程序，但計時器不會阻止。 它將隨著 MCU 繼續同時執行其他指令而計時。 這是很大的優勢。
計時器與 中斷 Arduino的，因為它們將通過它們執行以完成某些特定任務。 換句話說，Arduino Timer是一個在某個時間觸發的函數，執行一個中斷函數。 這就是為什麼了解這些中斷也很重要的原因。
模式
Arduino定時器有 2種操作模式，能夠使用它：
- 脈寬調製信號: 你可以控制 Arduino 引腳 (~).
- CTC（比較匹配清除計時器）: 對計數器內的時間進行計數，當它達到定時器寄存器中指定的值時，執行中斷。
它有多少個定時器？ 定時器的類型
那裡 3個定時器 在盤子上 Arduino UNO，儘管其他頂板上可能還有更多：
- 計時器0: 8 位，可以從 0 計數到 255（256 個可能的值）。 由 delay()、millis() 和 micros() 等函數使用。 不建議對其進行修改，以免改變程序。
- 計時器1：等於 Timer 0。由 UNO 中的 Servo 庫使用（用於 MEGA 的 Timer 5）。
- 計時器2：16 位，範圍從 0 到 65.525（65.536 個可能值）。 用於tone() 函數，如果不使用，可以在您的應用程序中自由使用。
- 定時器 3、4、5（僅在 Arduino MEGA 上）: 都是 16 位的。
Arduino 計時器如何工作？
至 使用 Arduino 計時器，了解這一切如何在此開發板的 MCU 中以電子方式工作是至關重要的：
- 時鐘頻率：是每秒能夠開發的周期數，在 Arduino 的情況下是 16 Mhz，或者相同，時鐘信號每秒振盪 16.000.000 次（週期）。
- 期: 用 T 表示，以秒為單位，是周期的倒數。 例如，T=1/C，這將導致 1/16000000 = 0.0000000625，即完成每個循環所需的時間。 而頻率是周期的倒數，所以 f = 1/T。
- 週期: 是每單位時間出現的信號的每一次重複。 在 Arduino 上，它會在一秒鐘內達到 16M。 或者是什麼相同，在這種情況下，當 16 萬個週期過去時，已經過去了 625 秒。 因此，可以說一個週期需要XNUMX ns。
- 信號邊緣：時鐘信號是方波，邊沿可以是上升沿或下降沿。 邊緣是信號從以下位置變化時的直線：
- 0（低）到 1（高）：上升沿。
- 1（高）到 0（低）：下降沿。
邊緣很重要，因為 Arduino 計時器測量信號邊緣的周期。 A) 是的 接觸者 它隨著每個週期遞增，當它達到寄存器值時，將執行中斷。
因此，一旦你知道這一點，如果你有 Arduino MCU 上的 16Mhz，並且使用8位定時器，可以說每16微秒（256/16000000）或4位（16/65536）每16000000毫秒發生一次中斷。 因此，如果將 16 位計數器寄存器設置為最大值，值為 65535，則中斷將在 4 ms 發生以執行任何任務。
當計數器達到最大可能值時， 它將再次返回 0. 也就是說，發生溢出，它會從頭開始倒計時。
要控制計時器的增加速率，您還可以使用 預分頻器，它取值 1、8、64、256 和 1024 並像這樣改變時間：
定時器速度（Hz）= Arduino的時鐘頻率/預分頻器
如果為 1，則控制器將增加至 16 Mhz，如果為 8 至 2 Mhz，如果為 64 至 250 kHz，依此類推。 請記住，會有一個定時器計數器狀態比較器來比較計數器和預分頻器的值，直到它們相等，然後執行一個動作。 所以， 中斷頻率 由公式給出：
中斷速度（Hz）=Arduino/預分頻器時鐘頻率（比較器寄存器值+1）
幸運的是，我們不能 修改記錄 Arduino 計時器，因為它將由我們在代碼中使用的庫處理。 但如果不使用它們，則應該對其進行配置。
Arduino IDE 中的示例
為了更好地理解這一切，我在這裡展示了 Arduino IDE 的兩個草圖代碼，您可以通過它們體驗定時器的使用。 第一個是每秒閃爍連接到 Arduino 引腳 8 的 LED 的代碼：
#define ledPin 8
void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT);
// Configurar Timer1
TCCR1A = 0; //Registro control A a 0, pines OC1A y OC1B deshabilitados
TCCR1B = 0; //Limpia el registrador
TCCR1B |= (1<<CS10)|(1 << CS12); //Configura prescaler a 1024: CS12 = 1 y CS10 = 1
TCNT1 = 0xC2F8; //Iniciar timer para desbordamiento a 1 segundo
//65536-(16MHz/1024/1Hz - 1) = 49912 = 0xC2F8 en hexadecimal
TIMSK1 |= (1 << TOIE1); //Habilitar interrupción para Timer1
}
void loop()
{
}
ISR(TIMER1_OVF_vect) //Interrupción del TIMER1
{
TCNT1 = 0xC2F7; // Reniciar Timer1
digitalWrite(ledPin, digitalRead(ledPin) ^ 1); //Invierte el estado del LED
}
編程 LED 的閃爍或閃爍，就像前面的情況一樣每秒一次，但這次使用 CTC，即比較:
#define ledPin 8
void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT);
// Configuración Timer1
TCCR1A = 0; //Registro de control A a 0
TCCR1B = 0; //Limpiar registro
TCNT1 = 0; //Inicializar el temporizador
OCR1A = 0x3D08; //Carga el valor del registro de comparación: 16MHz/1024/1Hz -1 = 15624 = 0X3D08
TCCR1B |= (1 << WGM12)|(1<<CS10)|(1 << CS12); //Modo CTC, prescaler de 1024: CS12 = 1 y CS10 = 1
TIMSK1 |= (1 << OCIE1A); //Habilita interrupción por igualdad de comparación
}
void loop()
{
}
ISR(TIMER1_COMPA_vect) //Interrupción por igualdad de comparación en TIMER1
{
digitalWrite(ledPin, digitalRead(ledPin) ^ 1); //Invierte el estado del LED
}
買盤 Arduino UNO 版本3