定時器基本概念:
定時器速度(HZ) = Arduino時鍾速度(16MHz) / 預分頻器係數
中斷頻率(Hz)=(Arduino時鍾速度16MHz)/(預分頻器*(比較匹配寄存器+ 1)
比較匹配寄存器= [16,000,000Hz /(預分頻器*所需的中斷頻率)] - 1
定時器配置代碼:
Arduino的學習過程中一般使用庫函數操作。但是關於定時器的例子常用庫卻沒有。因此,在這裏簡要通俗的寫出定時中斷的配置過程。參考資料:http://www.instructables.com/id/Arduino-Timer-Interrupts/。
一、Arduino定時器簡介
Arduino UNO有三個定時器,分別是timer0,timer1和timer2。每個定時器都有一個計數器,在計時器的每個時鍾周期遞增。當計數器達到存儲在比較匹配寄存器中指定值時觸發CTC定時器中斷。一旦定時器計數器達到該值,它將在定時器時鍾的下一個定時器上清零(複位為零),然後它將繼續再次計數到比較匹配值。通過選擇比較匹配值並設置定時器遞增計數器的速度,你可以控製定時器中斷的頻率。
下麵引出定時器各個寄存器的配置關係。
二、定時器基本概念
1、預分頻係數與比較匹配器
Arduino時鍾以16MHz運行。計數器的一個刻度值表示1 / 16,000,000秒(~63ns),跑完1s需要計數值16,000,000。
1、Timer0和timer2是8位定時器,可以存儲最大計數器值255。
2、Timer1是一個16位定時器,可以存儲最大計數器值65535。
一旦計數器達到其最大值,它將回到零(這稱為溢出)。因此,需要對時鍾頻率進行分頻處理,即預分頻器。通過預分頻器控製定時計數器的增量速度。預分頻器與定時器的計數速度如下:
定時器速度(HZ) = Arduino時鍾速度(16MHz) / 預分頻器係數
因此,1預分頻器將以16MHz遞增計數器,8預分頻器將在2MHz遞增,64預分頻器= 250kHz,依此類推。
三個定時器的預分頻係數配置如表:
我將在下一步中解釋CS12,CS11和CS10的含義。
現在您可以用以下步驟計算中斷頻率。以下公式:
中斷頻率(Hz)=(Arduino時鍾速度16MHz)/(預分頻器*(比較匹配寄存器+ 1)
重新排列上麵的等式,給出你想要的中斷頻率,你可以求解比較匹配寄存器值:
比較匹配寄存器= [16,000,000Hz /(預分頻器*所需的中斷頻率)] - 1
記住,當你使用定時器0和2時,這個數字必須小於256,對於timer1小於65536。
所以如果你想每秒一次中斷(頻率為1Hz):比較匹配寄存器= [16,000,000 /(預分頻器 * 1)] -1
預分頻器為1024,你得到:比較匹配寄存器= [16,000,000 /(1024 * 1)] -1 = 15,624,因為256 <15,624 <65,536,你必須使用timer1來實現這個中斷。
三、定時器配置代碼
void setup(){ cli();////關閉全局中斷 //設置定時器0為10kHz(100us) TCCR0A = 0;//將整個TCCR0A寄存器設置為0 TCCR0B = 0;//將整個TCCR0B寄存器設置為0 TCNT0 = 0;//將計數器值初始化為0 //設置計數器為10kHZ,即100us OCR0A = 24;//比較匹配寄存器= [16,000,000Hz /(預分頻器*所需中斷頻率)] - 1 //比較匹配寄存器=24,中斷間隔=100us即中斷頻率10khz TCCR0A |= (1 << WGM01);//打開CTC模式 TCCR0B |= (1 << CS01) | (1 << CS00); //設置CS01位為1(8倍預分頻) TIMSK0 |= (1 << OCIE0A);//啟用定時器比較中斷 //設置定時器1為1kHz TCCR1A = 0;//將整個TCCR1A寄存器設置為0 TCCR1B = 0;//將整個TCCR1B寄存器設置為0 TCNT1 = 0;//將計數器值初始化為0 //設置計數器為10kHZ,即1ms OCR1A = 199;// = (16*10^6)/(1000*8) - 1 (must be <65536) TCCR1B |= (1 << WGM12);//打開CTC模式 TCCR1B |= (1 << CS11);//設置CS11位為1(8倍預分頻) TIMSK1 |= (1 << OCIE1A); //設置定時器2為8kHz TCCR2A = 0;// set entire TCCR2A register to 0 TCCR2B = 0;// same for TCCR2B TCNT2 = 0;//initialize counter value to 0 // set compare match register for 8khz increments OCR2A = 249;// = (16*10^6) / (8000*8) - 1 (must be <256) // turn on CTC mode TCCR2A |= (1 << WGM21);//打開CTC模式 // Set CS21 bit for 8 prescaler TCCR2B |= (1 << CS21); // enable timer compare interrupt TIMSK2 |= (1 << OCIE2A); sei();//打開全局中斷 } //中斷0服務函數 ISR(TIMER0_COMPA_vect){ //產生頻率為2kHz / 2 = 1kHz的脈衝波(全波切換為兩個周期,然後切換為低) if(toggle0){ digitalWrite(8,HIGH); toggle0 = 0; } else{ digitalWrite(8,LOW); toggle0 = 1; } } ISR(TIMER1_COMPA_vect){// timer1中斷1Hz切換引腳13(LED) //產生頻率為1Hz / 2 = 0.5kHz的脈衝波(全波切換為兩個周期,然後切換為低) if(toggle1){ digitalWrite(13,HIGH); toggle1 = 0; } else{ digitalWrite(13,LOW); toggle1 = 1; } } ISR(TIMER2_COMPA_vect){// timer1中斷8kHz切換引腳9 //產生頻率為8kHz / 2 = 4kHz的脈衝波(全波切換為兩個周期,然後切換為低) if(toggle2){ digitalWrite(9,HIGH); toggle2 = 0; } else{ digitalWrite(9,LOW); toggle2 = 1; } } void loop(){ }