Timery są istotną cechą mikrokontrolerów, umożliwiając wykonywanie zadań w precyzyjnych odstępach czasu bez polegania na opóźnieniu. Arduino UNO ma trzy wbudowane czasowe timery sprzętowe (Timer0, Timer1 i Timer2), które można skonfigurować dla różnych funkcji, takich jak generowanie sygnałów PWM, zdarzenia czasowe lub zadania planowania. Ten samouczek poprowadzi Cię przez zrozumienie i używanie timerów Arduino.
Czego będziesz potrzebować
- Arduino UNO (lub kompatybilna płyta)
- LED i rezystor 220-OHM (dla przykładów opartych na pomyłce)
- Druty chleba i skoczków
- Arduino IDE zainstalowane na komputerze
Krok 1: Zrozumienie timerów Arduino
Mikrokontroler Arduino Uno Uno ma trzy liczniki sprzętu:
Regulator czasowy | Rozdzielczość bitowa | Pierwotne użycie |
---|---|---|
Timer0 | 8-bit | Millis (), micros (), PWM na pinach 5, 6 |
Timer1 | 16-bit | Servo Library, PWM on Pins 9, 10 |
Timer2 | 8-bit | Funkcja tone (), PWM na pinach 3, 11 |
Kluczowe funkcje timerów
- Timery mogą generować sygnały PWM.
- Timery mogą wywoływać przerwania.
- Timery są używane wewnętrznie przez funkcje Arduino, takie jak
delay()
Imillis()
.
Krok 2: Generowanie prostego sygnału PWM
Sygnały PWM (modulacja szerokości impulsu) są powszechnie stosowane do kontrolowania jasności LED lub prędkości silnika. Użyjmy Timer0, aby utworzyć sygnał PWM.
Przykładowy kod: Kontrola jasności LED z PWM
Krok 3: Używanie timerów z przerwami
Możesz skonfigurować liczniki czasu, aby wyzwalają przerwy w regularnych odstępach czasu. Na przykład Timer1 można skonfigurować w celu przełączania diody LED co sekundę.
Przykładowy kod: przerwanie timer1
Krok 4: Mierzenie czasu z timerami
Możesz użyć liczników do pomiaru precyzyjnych czasów trwania. Timer2 nadaje się do małych przedziałów, ponieważ jest to 8-bitowy timer.
Przykładowy kod: timer2 dla pomiaru czasu
Krok 5: Korzystanie z bibliotek timer
Aby uprościć pracę z timerami, możesz używać bibliotek takich jak Timerone Lub TimerThree.
Korzystanie z biblioteki timerone
- Zainstaluj bibliotekę TimerOne w Arduino IDE.
- Użyj go, aby łatwo zaplanować zadania:
Zastosowania liczników
- Generowanie precyzyjnych sygnałów PWM do sterowania silnikiem
- Planowanie zadań bez blokowania kodu (np. Wielozadaniowość)
- Mierzenie przedziałów czasowych dla zdarzeń
- Tworzenie precyzyjnych opóźnień bez użycia
delay()
- Zarządzanie okresowymi działaniami, takimi jak miganie diod LED lub wysyłanie danych
Rozwiązywanie problemów
- Konflikty timera: Upewnij się, że nie używasz tego samego timera dla wielu funkcji (np. Biblioteka serwomena i PWM).
-
Przerwania nie działają: Sprawdź, czy przerwania są włączone za pomocą
interrupts()
. - Nieoczekiwane zachowanie: Dwukrotnie sprawdź prescaler i porównaj wartości dopasowania dla prawidłowego czasu.
Wniosek
Nauczyłeś się używać timerów Arduino do generowania sygnałów PWM, obsługi przerwań i pomiaru czasu. Mastering Timers odblokowuje potężne funkcje do tworzenia wydajnych i precyzyjnych projektów Arduino. Eksperymentuj z różnymi konfiguracjami i zastosuj liczniki, aby zoptymalizować następny projekt!