Arduino Timer教程

计时器是微控制器的重要功能，使您可以精确执行任务，而无需依赖延迟。 Arduino Uno具有三个内置硬件计时器（Timer0，Timer1和Timer2），可以为各种功能进行配置，例如生成PWM信号，计时事件或调度任务。本教程将指导您了解和使用Arduino计时器。

你需要什么

Arduino Uno（或兼容板）
LED和220-OHM电阻（用于基于计时的示例）
面包板和跳线电线
Arduino IDE安装在您的计算机上

步骤1：了解Arduino计时器

Arduino Uno的Atmega328p微控制器有三个硬件计时器：

计时器	位分辨率	主要用法
timer0	8位	Millis（），micros（），PWM 5，6
timer1	16位	PWM的Servo Library，第9、10号
timer2	8位	tone（）函数，pwm 3，11

计时器的关键特征

计时器可以生成PWM信号。
计时器可以触发中断。
计时器由Arduino函数内部使用，例如 delay() 和 millis().

步骤2：生成简单的PWM信号

PWM（脉冲宽度调制）信号通常用于控制LED亮度或运动速度。让我们使用timer0创建一个PWM信号。

示例代码：使用PWM的LED亮度控制

#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);
  }
}

步骤3：使用中断的计时器

您可以将计时器配置为定期触发中断。例如，可以设置timer1以每秒切换LED。

示例代码：timer1中断

#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
}

步骤4：用计时器测量时间

您可以使用计时器来测量精确的持续时间。 Timer2适用于小间隔，因为它是8位计时器。

示例代码：timer2用于时间测量

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);
}

步骤5：使用计时器库

为了简化与计时器的合作，您可以使用诸如 定时龙 或者计时.

使用计时库

将计时库安装在Arduino IDE中。
使用它轻松安排任务：

#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
}