Arduino的学习过程中一般使用库函数操作。但是关于定时器的例子常用库却没有。因此,在这里简要通俗的写出定时中断的配置过程。参考资料:http://www.instructables.com/id/Arduino-Timer-Interrupts/。
Arduino UNO有三个定时器,分别是timer0,timer1和timer2。每个定时器都有一个计数器,在计时器的每个时钟周期递增。当计数器达到存储在比较匹配寄存器中指定值时触发CTC定时器中断。一旦定时器计数器达到该值,它将在定时器时钟的下一个定时器上清零(复位为零),然后它将继续再次计数到比较匹配值。通过选择比较匹配值并设置定时器递增计数器的速度,你可以控制定时器中断的频率。
下面引出定时器各个寄存器的配置关系。
1、预分频系数与比较匹配器
Arduino时钟以16MHz运行。计数器的一个刻度值表示1 / 16,000,000秒(~63ns),跑完1s需要计数值16,000,000。
1、Timer0和timer2是8位定时器,可以存储最大计数器值255。 2、Timer1是一个16位定时器,可以存储最大计数器值65535。
一旦计数器达到其最大值,它将回到零(这称为溢出)。因此,需要对时钟频率进行分频处理,即预分频器。通过预分频器控制定时计数器的增量速度。预分频器与定时器的计数速度如下:
因此,1预分频器将以16MHz递增计数器,8预分频器将在2MHz递增,64预分频器= 250kHz,依此类推。
三个定时器的预分频系数配置如表:
我将在下一步中解释CS12,CS11和CS10的含义。
现在您可以用以下步骤计算中断频率。以下公式:
中断频率(Hz)=(Arduino时钟速度16MHz)/(预分频器*(比较匹配寄存器+ 1)
重新排列上面的等式,给出你想要的中断频率,你可以求解比较匹配寄存器值:
比较匹配寄存器= [16,000,000Hz /(预分频器*所需的中断频率)] - 1
记住,当你使用定时器0和2时,这个数字必须小于256,对于timer1小于65536。
所以如果你想每秒一次中断(频率为1Hz):比较匹配寄存器= [16,000,000 /(预分频器 * 1)] -1 预分频器为1024,你得到:比较匹配寄存器= [16,000,000 /(1024 * 1)] -1 = 15,624,因为256 <15,624 <65,536,你必须使用timer1来实现这个中断。
int toggle0,toggle1,toggle2=0;
void setup(){
cli();//关闭全局中断
//设置定时器0为10kHz(100us)
TCCR0A = 0;//将整个TCCR0A寄存器设置为0
TCCR0B = 0;//将整个TCCR0B寄存器设置为0
TCNT0 = 0;//将计数器值初始化为0
//设置计数器为10kHZ,即100us
OCR0A = 24;//比较匹配寄存器= [16,000,000Hz /(预分频器*所需中断频率)] - 1
//比较匹配寄存器=24,中断间隔=100us即中断频率10khz
TCCR0A |= (1 << WGM01);//打开CTC模式
TCCR0B |= (1 << CS01) | (1 << CS00); //设置CS01位为1(8倍预分频)
TIMSK0 |= (1 << OCIE0A);//启用定时器比较中断
//设置定时器1为1kHz
TCCR1A = 0;//将整个TCCR1A寄存器设置为0
TCCR1B = 0;//将整个TCCR1B寄存器设置为0
TCNT1 = 0;//将计数器值初始化为0
//设置计数器为10kHZ,即1ms
OCR1A = 15624;//199;// = (16*10^6)/(1000*8) - 1 (must be <65536)
TCCR1B |= (1 << WGM12);//打开CTC模式
TCCR1B |= (1 << CS12) | (1 << CS10);//设置CS11位为1(8倍预分频)
TIMSK1 |= (1 << OCIE1A);
//设置定时器2为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);//打开CTC模式
// Set CS21 bit for 8 prescaler
TCCR2B |= (1 << CS21);
// enable timer compare interrupt
TIMSK2 |= (1 << OCIE2A);
sei();//打开全局中断
pinMode(13,OUTPUT);
}
//中断0服务函数
ISR(TIMER0_COMPA_vect){
//产生频率为2kHz / 2 = 1kHz的脉冲波(全波切换为两个周期,然后切换为低)
if(toggle0){
digitalWrite(8,HIGH);
toggle0 = 0;
}
else{
digitalWrite(8,LOW);
toggle0 = 1;
}
}
ISR(TIMER1_COMPA_vect){// timer1中断1Hz切换引脚13(LED)
//产生频率为1Hz / 2 = 0.5kHz的脉冲波(全波切换为两个周期,然后切换为低)
if(toggle1){
digitalWrite(13,HIGH);
toggle1 = 0;
}
else{
digitalWrite(13,LOW);
toggle1 = 1;
}
delay(2000);
}
ISR(TIMER2_COMPA_vect){// timer1中断8kHz切换引脚9
//产生频率为8kHz / 2 = 4kHz的脉冲波(全波切换为两个周期,然后切换为低)
if(toggle2){
digitalWrite(9,HIGH);
toggle2 = 0;
}
else{
digitalWrite(9,LOW);
toggle2 = 1;
}
}
void loop(){
}