Arduino időzítő bemutatója

Az időzítők a mikrovezérlők alapvető jellemzői, lehetővé téve a feladatok elvégzését pontos időközönként anélkül, hogy a késésekre támaszkodnának. Az Arduino UNO-nak három beépített hardver-időzítője van (Timer0, Timer1 és Timer2), amelyek különféle funkciókhoz konfigurálhatók, például PWM jelek előállítása, időzítési események vagy feladatok ütemezése. Ez az oktatóanyag vezeti Önt az Arduino időzítők megértésén és használatán.

---

Mire lesz szüksége

1. Arduino UNO (vagy egy kompatibilis tábla)
2. LED és 220-OHM ellenállás (időzítésen alapuló példákhoz)
3. Kenyérlemez és jumper vezetékek
4. Arduino IDE telepítve a számítógépére

---

1. lépés: Az Arduino időzítők megértése

Az Arduino UNO ATMEGA328P mikrovezérlőjének három hardver időzítője van:

Időzítő	Bit felbontás	Elsődleges használat
Időzítő0	8 bites	Millis (), micros (), PWM az 5., 6. csapon
Időzítő1	16 bites	Szervo könyvtár, PWM a 9., 10. csapokon
Időzítő2	8 bites	Tone () függvény, PWM a 3., 11. csapokon

Az időzítők legfontosabb jellemzői

• Az időzítők PWM jeleket generálhatnak.
• Az időzítők megszakításokat válthatnak ki.
• Az időzítőket az arduino funkciók, például delay() és millis().

---

2. lépés: Egyszerű PWM jel előállítása

A PWM (impulzusszélesség -moduláció) jeleket általában használják a LED fényerejének vagy a motor sebességének szabályozására. Használjuk az Timer0 -ot PWM jel létrehozásához.

Példa kód: LED -es fényerő -vezérlés PWM -mel

#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);
  }
}

---

3. lépés: Időzítők használata megszakításokkal

Konfigurálhatja az időzítőket a megszakítások rendszeres időközönként történő kiváltására. Például az Timer1 beállítható, hogy másodpercenként váltson egy LED -et.

Példa kód: Timer1 megszakítás

#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
}

---

4. lépés: Az idő mérése az időzítőkkel

Az időzítők segítségével mérheti a pontos időtartamokat. Az Timer2 kis időközönként alkalmas, mivel ez egy 8 bites időzítő.

Példa kód: Timer2 az időméréshez

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);
}

---

5. lépés: Időzítő könyvtárak használata

Az időzítőkkel való munka egyszerűsítéséhez használhat olyan könyvtárakat, mint Időzítő vagy Időtartam.

Az időzítő könyvtár használata

1. Telepítse az időzítő könyvtárat az Arduino IDE -be.
2. Használja azt a feladatok egyszerű ütemezéséhez:

#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
}

---

Az időzítők alkalmazásai

1. Pontos PWM jelek generálása a motorvezérléshez
2. A feladatok ütemezése blokkolási kód nélkül (például multitasking)
3. Az események időintervallumának mérése
4. Pontos késések létrehozása nélkül delay()
5. Periodikus műveletek kezelése, például villogó LED -ek vagy adatok küldése

---

Hibaelhárítás

• Időzítő konfliktusok: Győződjön meg arról, hogy nem használja ugyanazt az időzítőt több funkcióhoz (például a Servo Library és a PWM).
• Megszakítja a nem működik: Ellenőrizze, hogy a megszakítások engedélyezve vannak -e interrupts().
• Váratlan viselkedés: Ellenőrizze duplán az PresCaler-t, és hasonlítsa össze a megfelelő időzítéshez való egyeztetési értékeket.

---

Következtetés

Megtanulta, hogyan kell használni az Arduino időzítőket a PWM jelek előállításához, a megszakítások kezeléséhez és az idő méréséhez. Az időzítők elsajátítása nagy teljesítményű funkciókat nyit a hatékony és pontos Arduino projektek létrehozásához. Kísérletezzen különböző konfigurációkkal, és alkalmazza az időzítőket a következő projekt optimalizálásához!