Arduino Timer البرنامج التعليمي

تعد أجهزة ضبط الوقت ميزة أساسية في متحكمها ، مما يتيح لك أداء المهام على فترات زمنية دقيقة دون الاعتماد على التأخير. يحتوي Arduino UNO على ثلاثة أجهزة مضمنة للأجهزة (Timer0 و Timer1 و Timer2) التي يمكن تكوينها لمختلف وظائف مثل إنشاء إشارات PWM أو أحداث التوقيت أو مهام الجدولة. سوف يرشدك هذا البرنامج التعليمي من خلال فهم واستخدام أجهزة توقيت Arduino.

---

ماذا ستحتاج

1. Arduino Uno (أو لوحة متوافقة)
2. مقاوم LED و 220 أوم (للأمثلة المستندة إلى التوقيت)
3. الأسلاك الأسلاك والبلوز
4. Arduino IDE مثبتة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك

---

الخطوة 1: فهم أجهزة توقيت Arduino

يحتوي متحكم Arduino Uno's Atmega328p على ثلاثة أجهزة أجهزة:

مؤقت	قرار بت	الاستخدام الأساسي
Timer0	8 بت	millis () ، micros () ، pwm على المسامير 5 ، 6
Timer1	16 بت	مكتبة المؤازرة ، PWM على دبابيس 9 ، 10
Timer2	8 بت	وظيفة () وظيفة ، PWM على دبابيس 3 ، 11

الميزات الرئيسية للوقت

• يمكن لتوقيتات توليد إشارات PWM.
• يمكن أن تؤدي أجهزة ضبط الوقت إلى الزراعة.
• يتم استخدام أجهزة ضبط الوقت داخليًا بواسطة وظائف Arduino مثل delay() و millis().

---

الخطوة 2: إنشاء إشارة PWM بسيطة

تُستخدم إشارات PWM (تعديل عرض النبض) بشكل شائع للتحكم في سطوع LED أو سرعة المحرك. دعنا نستخدم Timer0 لإنشاء إشارة PWM.

رمز المثال: التحكم في سطوع LED مع PWM

#define ledPin 6 // Pin 6 uses Timer0 for PWM

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  for (int brightness = 0; brightness <= 255; brightness++) {
    analogWrite(ledPin, brightness); // Increase brightness
    delay(10);
  }

  for (int brightness = 255; brightness >= 0; brightness--) {
    analogWrite(ledPin, brightness); // Decrease brightness
    delay(10);
  }
}

---

الخطوة 3: استخدام أجهزة ضبط الوقت مع المقاطعات

يمكنك تكوين أجهزة ضبط الوقت لتشغيل المقاطعات على فترات منتظمة. على سبيل المثال ، يمكن إعداد Timer1 لتبديل LED كل ثانية.

Example Code: Timer1 Interrupt

#define ledPin 13 // Built-in LED

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);

  // Configure Timer1
  noInterrupts(); // Disable interrupts during setup
  TCCR1A = 0;     // Clear Timer1 control registers
  TCCR1B = 0;
  TCNT1 = 0;      // Initialize counter value to 0

  OCR1A = 15624;  // Compare match register (1Hz at 16MHz with 1024 prescaler)
  TCCR1B |= (1 << WGM12); // CTC mode
  TCCR1B |= (1 << CS12) | (1 << CS10); // 1024 prescaler
  TIMSK1 |= (1 << OCIE1A); // Enable Timer1 compare interrupt

  interrupts(); // Enable interrupts
}

ISR(TIMER1_COMPA_vect) {
  digitalWrite(ledPin, !digitalRead(ledPin)); // Toggle LED
}

void loop() {
  // Main loop does nothing; timer handles the LED
}

---

Step 4: Measuring Time with Timers

يمكنك استخدام أجهزة ضبط الوقت لقياس فترات دقيقة. Timer2 مناسب لفترات صغيرة لأنه مؤقت 8 بت.

رمز مثال: Timer2 لقياس الوقت

volatile unsigned long overflowCount = 0;

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

  // Configure Timer2
  noInterrupts();
  TCCR2A = 0;
  TCCR2B = 0;
  TCNT2 = 0;

  TCCR2B |= (1 << CS22); // Prescaler 64
  TIMSK2 |= (1 << TOIE2); // Enable Timer2 overflow interrupt

  interrupts();
}

ISR(TIMER2_OVF_vect) {
  overflowCount++;
}

void loop() {
  unsigned long timeElapsed = overflowCount * 16.384; // Each overflow = 16.384ms
  Serial.print("Time elapsed: ");
  Serial.print(timeElapsed);
  Serial.println(" ms");
  delay(1000);
}

---

الخطوة 5: استخدام مكتبات المؤقت

لتبسيط العمل مع أجهزة ضبط الوقت ، يمكنك استخدام مكتبات مثل توقيت أو توقيت.

باستخدام مكتبة Timerone

1. تثبيت مكتبة Timerone في Arduino IDE.
2. استخدمه لجدولة المهام بسهولة:

#include <TimerOne.h>
#define ledPin 13

void toggleLED() {
  digitalWrite(ledPin, !digitalRead(ledPin));
}

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  Timer1.initialize(1000000); // Set timer to 1 second (1,000,000 microseconds)
  Timer1.attachInterrupt(toggleLED); // Attach the interrupt function
}

void loop() {
  // Main loop does nothing; Timer1 handles the LED
}

---

تطبيقات أجهزة ضبط الوقت

1. توليد إشارات PWM دقيقة للتحكم في المحرك
2. مهام الجدولة دون حظر الرمز (على سبيل المثال ، تعدد المهام)
3. قياس الفواصل الزمنية للأحداث
4. إنشاء تأخير دقيق دون استخدام delay()
5. إدارة الإجراءات الدورية مثل وميض المصابيح أو إرسال البيانات

---

استكشاف الأخطاء وإصلاحها

• صراعات الموقت: تأكد من عدم استخدام الموقت نفسه لوظائف متعددة (مثل مكتبة المؤازرة و PWM).
• المقاطعات لا تعمل: تحقق من تمكين المقاطعات مع interrupts().
• سلوك غير متوقع: تحقق من prescaler ومقارنة قيم المطابقة للتوقيت الصحيح.

---

خاتمة

لقد تعلمت كيفية استخدام أجهزة توقيت Arduino لتوليد إشارات PWM ، والتعامل مع المقاطعات ، وقياس الوقت. يتقن أجهزة ضبط الوقت ميزات قوية لإنشاء مشاريع Arduino فعالة ودقيقة. قم بتجربة تكوينات مختلفة وتطبيق أجهزة ضبط الوقت لتحسين مشروعك التالي!