Arduino定时器中断：修訂版本之間的差異

2019年7月18日 (四) 18:10的最新修訂版本

當你想讓代碼在一個固定的時間間隔後執行時，你可以很容易的用delay()函數來實現。但是，這只是讓程序暫停一個特定的時間段。特別是如果你需要同時讓處理器做其他處理時，這麼做同時也是一種浪費

這時候就是定時器（Timer）和中斷（Interrupt）的用武之地了。

Arduino UNO有三個timer

• timer0 - 一個被Arduino的 delay() ，millis() 和 micros()使用的8位定時器 
• timer1 - 一個被Arduino的 Servo()庫使用的16位定時器（Servo 庫在Arduino Mega上使用timer5）
• timer2 - 一個被Arduino的 Tone()庫使用的8位定時器 

"Arduino Mega"板有另外三個可使用的timer3/4/5，這些定時器都是16位定時器。

PWM和定時器 定時器和PWM輸出之間存在固定的關係。 當您查看數據手冊或處理器的引腳分配時，這些具有PWM功能的引腳具有OCRxA，OCRxB或OCRxC等名稱（其中x表示定時器編號0..5）。PWM功能通常與其他引腳功能共享。 Arduino有3個定時器和6個PWM輸出引腳。定時器和PWM輸出之間的關係是：

• 引腳5和6：由timer0控制
• 引腳9和10：由timer1控制
• 引腳11和3：由timer2控制

在Arduino Mega上我們有6個定時器和15個PWM輸出：

• 引腳4和13：由timer0控制
• 引腳11和12：由timer1控制
• 引腳9和10：由timer2控制
• 引腳2,3和5：由定時器3控制
• 引腳6,7和8：由定時器4控制
• 引腳46,45和44 ::由定時器5控制

在以下的例子中，我們將在我們的中斷使用timer1。顯然，如果你用了Servo()庫就會有衝突，所以你應該選擇其他timer。

下面是一個基本的中斷驅動程序。這是基本的LED閃光燈程序。但是現在我們用中斷而不是delay()來每半秒開啟和關閉LED燈一次，從而實現讓LED每秒閃一次的效果。

/*
  timer1 中断实例
  LED闪光灯每秒闪亮一下
*/

#define ledPin 13     //设置输出口为13口
int timer1_counter;

void setup() {

  pinMode(ledPin, OUTPUT);

  //初始化定时器1
  noInterrupts(); //禁止所有中断
  TCCR1A = 0;
  TCCR1B = 0;

  //为我们的中断设置timer1_counter为正确的时间间隔
  // timer1_counter = 64911;    //预加载timer1为65536-16MHz/256/100Hz
  // timer1_counter = 64286;    //预加载timer1为65536-16MHz/256/50HZ
  timer1_counter = 34286;     //预加载timer1为65536-16MHz/256/2Hz
  TCNT1 = timer1_counter;     //预加载timer
  TCCR1B |= (1 << CS12);      //256 分频器(256 prescaler?)
  TIMSK1 |= (1 << TOIE1);     //启用定时器溢出中断
  interrupts();               //允许所有中断
}

ISR(TIMER1_OVF_vect) {        //常规中断服务
  TCNT1 = timer1_counter;     //预加载timer digitalWrite(ledPin, digitalRead(ledPin) ^ 1);
}

void loop() {
  //你自己的程序
}

陷阱

在編寫Arduino並使用使用定時器的函數或庫時，您可能會遇到一些陷阱。

• 伺服庫使用Timer1。
  • 在Arduino上使用伺服庫時，不能在引腳9,10上使用PWM。
  • 對於Arduino Mega來說，它有點困難。所需的計時器取決於伺服器的數量。每個計時器可以處理12個伺服系統。對於前12個伺服系統，將使用定時器5（在引腳44,45,46上鬆開PWM）。對於24伺服定時器，將使用定時器5和1（在引腳11,12,44,45,46上鬆開PWM）。對於36個伺服定時器5，將使用1和3（在引腳2,3,5上丟失PWM， 11,12,44,45,46）..對於48個伺服系統，將使用所有16​​位定時器5,1,3和4（丟失所有PWM引腳）。

• 引腳11具有共用功能PWM和MOSI。 SPI介面需要MOSI，Arduino上不能同時使用引腳11上的PWM和SPI介面。在Arduino Mega上，SPI引腳位於不同的引腳上。
• tone（）函數至少使用timer2。當您在Arduino Mega上使用Arduino和Pin 9,10的tone（）函數時，不能在引腳3,11上使用PWM。

參考資料

• Arduino定時器和中斷的使用

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