- ArduinoのTimerライブラリの紹介があります。Arduinoのタイマーライブラリ, (英語ページ) ArduinoでTimerを使った割込み処理を、ライブラリを使わないで行う方法をメモ書きしておきます。, 割込みにもいろいろ種類（方法）がありますが、今回はTimerを使った時間割込みを行ってみます。例えば、「1秒ごと」に「LEDを点滅」といったような処理です。, ある時間間隔（タイミング）で何かしらの処理を行います。普通にメインループの中で時間操作すれば処理できることもあるのですが、どうしても無駄時間発生するなど、いろいろ弊害がでることもあります。, 割込み処理では、処理発生のタイミングをTimerまかせにできるため、その間はほかの処理ができたり、かなり正確なタイミングを計ることができたり、と利点があります。, Timerを使用した割込み処理をおおざっぱに言うと、Timer（Arduino）が自動でステップカウントします。決められた数値までカウントされたら、関数が呼び出され処理します。と同時にカウントをリセットしてまた自動でカウント・・・。といった具合です。メインループで処理がされていても割り込んで関数が呼び出されます。処理する内容はその関数に記述するといった感じです。, レジスタ操作で割込み設定をするのですが今回の例のように単純な時間割込みだけならそれほど手順は多くないです。, ArduinoUNO（ATmega328/328P）にはTimerが３つ準備されてます。3つのTimerは以下のような構成です。, このような感じでArduinoでは時間に関する関数やPWMピンにTimerが既に使用されています。ですのでレジスタ触るときは既存の関数（特に時間関係の関数に）には何かしら影響がでるかも、と注意したほうがいいでしょう。, bit数はカウンタのMax値です。8bitでは0～255、16bitでは0～65535までカウントできます。, で今回は試しにTimer2を使用する前提でレジスタ（割込み方法）の使い方を見てみます。, 先ほど説明したようにTimerを使用した時間割込みの手順はそれほど多くないです。順を追ってみていきます。, まずはモードの選択です。Timer2の割込みモードに関しては「TCCRA2」「TCCRB2」の二つのレジスタでモード選択とカウント速度を設定することができます。, 単純な一定時間間隔の割込み処理であればmode2のCTCモードに設定します。ですので「TCCRA2」レジスタの「WGM21」bitのみを「1」にします。, などと記述すれば 「TCCRA2」レジスタ の「WMG21」ビットを「１」にできます。後者の表現が分かり易いためなのか?よく見かけますね。, CTCモードはカウンタの上限値（カウント数値）が直接指定できるため、時間割込みするときにはこのモードが便利です。なのでこれに設定しておけば問題ないかと・・。他のモードについてはまた機会があれば説明したいと思います。, 分周比の設定です。Timerでカウントしていくのですが、そのカウント速度（1カウントする時間間隔）の設定です。, 分周無しの場合、Arduinoのクロック周波数は16MHzのため、1カウントは1/16MHz＝0.0625μsとなります。, 例えば分周比「8」とした場合は1カウントが1/（16MHz/8）=0.5μsとなります。, 分周比は「TCCR2B」レジスタの「CS20～CS22」ビットの組合わせで設定します。, 最後にいくつまでカウントしたら割込み処理を発生させるかを設定します。例えば「100」カウントで割込み発生させるならば「OCR2A」レジスタに直接数字を入れるだけです。, これだけで完了です。これで100カウント毎に割込み関数が呼び出されます。Timer2は8bitなので0～255までの数字しか指定できないので注意です・・。, となります。これでTimer割込みの設定は完了です。最初の2行は念のためレジスタをリセットしてます。基本この内容は1度実行するだけなので、setup（）内に記述すればO.K。上記の設定例であれば100カウント（50μs）毎に関数が呼び出されます。, Timerを使用した時間割込みの設定はこれで完了です。説明の多さの割には記述は少ないです・・。で最後に割込み時の処理を記述します。, こうすれば50μs毎に、UNOであればオンボードのLEDが点滅します。早すぎて点灯してるようにしか見えませんが・・・・・。, ピンポイントにしぼった内容ですが、一定時間間隔で割込みを行うだけでよければこれだけで0.kです。Timer0やTimer2を使用する場合も基本的なことは同じです。ほかより詳しことはデータシートを参照して下さい。, Arduinoは結構前から触っていたのですが、なぜか今まで割込み処理をする機会がありませんでした。今回割込みを処理を行う必要があっていろいろ調べたのですが、Arduino（IDE）特有の便利関数（といっていいのか・・、）がTimer割込みに関してはほとんど準備されていない？？調べてもあまり情報が出てこなかったです。, ライブラリもいくつかありましたが（自分には）ちょっと微妙な感じでだったので今回は直接レジスタ操作て割込み処理を行ってみたということです。, 以下はTimer1を使用して0.5秒置きにUnoのオンボードLED（13pin）を点滅するスケッチです。. "となると書かれていますが、, ビット演算のANDとOR それは設定可能なタイマーの分解能を有しているため、より多くの柔軟性を提供しています。」 らしい、 "MsTimer2"は、ARDUINO MEGA/Arduino Leonardo等では利用出来なかったが "FlexiTimer2"では対応 … What is going on with this article? 概要 Arduino環境ではTickerクラスを利用したタイマーと、より高精度の割り込みを利用したタイマー処理があり、割り込みを利用したタイマー処理を調べてみました。 タイマーの概要 ESP32には4つのタイマーがあり、自由に利用することができます。 - ArduinoのTimerライブラリの紹介があります。Arduinoのタイマーライブラリ (英語ページ) - ArduinoのTimerに関する網羅的な記事です。初心者向けの優しい解説です。（英語） 「Skill Builder: Advanced Arduino Sound Synthesis」 - Arduinoでsine波を出す方法。 Timerは基本的には正確なタイミングでなんらかのシグナルを送りたい時に必要になるものです。arduinoではdelay()を使って時間の操作が行えますが、delayを使っているとそれが実行されている間に他の操作を行えないという弊害があり、そんな時にTimerを利用することができます。Timerの大まかなイメージとしてはTimerのカウンターが数字を0から「自動的に」カウントアップしていって、ある数値に到達した時に何かをしてもらい、そしてそのカウントしていた数値をまたリセットして（あるいはカウントダウンして）その後もこの動作が繰り返される、というようなものです。, Arduino UnoにはTimer0・Timer1・Timer2の3つのTimerがあります。, Arduino Unoは電源を繋ぐと16MHz(16*10^6Hz)の電気信号を中央の"T16.000"と書いてあるクリスタルから発振します。millis()などの関数も実際にはこの信号を元に作り出されています。Timerのbit数の違いによって、この16MHzの周期を分解する解像度が変わってきます。つまり、8bitの時は16MHzの信号をmax255(8bit = 2^8 = 256->0から255)のステップにして処理し、16bitの時には同じ考え方でmax65535のステップにします。1秒につき16*10^6回の波を送り出しているのを8bitと16bitで制御するので、1秒を1000ミリセカンド(ms)だとすると、それぞれのTimerが一つの周期にかかる時間はそれぞれ以下のようになります。, カウンターの描くグラフはノコギリ波のような形状になります。（ただしこれはカウンターの数値が描くグラフであって、何かこのような形状の電気信号が送られているわけではありません。自分は最初ここら辺のところがごっちゃになっていたので一応書いておきます。。。）, これをみるとTimer0とTimer2に関しては構成は一緒でTimer1は比較的多数のレジスタがあることがわかります。ちなみにTCCR0AであればTimer0、TCCR1AであればTimer1、TCCR2AであればTimer2といったように、レジスタの名前にある数字でどのTimerに属するかを知ることができます。ちなみにTimer0とTimer2は8bit、Timer1は16bitのタイマーになります（違いについては上のノコギリのようなグラフを参照してください）。
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