用示波器“看” arduino (4) ----Timer0
Arduino 默认使用了 Timer0 【参考1】，在 \arduino-1.6.3\hardware\arduino\avr\cores\arduino\wiring.c 有#if defined(__AVR_ATtiny24__) || defined(__AVR_ATtiny44__) || defined(__AVR_ATtiny84__)
ISR(TIM0_OVF_vect)
#else
ISR(TIMER0_OVF_vect)
#endif
{
// copy these to local variables so they can be stored in registers
// (volatile variables must be read from memory on every access)
unsigned long m = timer0_millis;
unsigned char f = timer0_fract;
m += MILLIS_INC;
f += FRACT_INC;
if (f >= FRACT_MAX) {
f -= FRACT_MAX;
m += 1;
}
timer0_fract = f;
timer0_millis = m;
timer0_overflow_count++;
}
简单的说，设置Timer0 1ms触发一次，然后其中的计数器会自动加1。同样的文件中还能看到millis( ) micros() 和delay() 函数都用到这个计数值。所以有如下结论：
1. 如果修改了Timer0的计时频率，这些函数都会受到影响
2. 如果你关闭了Timer0，那么这些函数都会失效
3. 如果你是编写中断服务，进入你的服务程序之后，关闭了中断，那么不可以使用这些函数
我们尝试修改这个文件，插入翻转pin的代码，可以看到，示波器上一直显示电平有变化
#if defined(__AVR_ATtiny24__) || defined(__AVR_ATtiny44__) || defined(__AVR_ATtiny84__)
ISR(TIM0_OVF_vect)
#else
ISR(TIMER0_OVF_vect)
#endif
{
// copy these to local variables so they can be stored in registers
// (volatile variables must be read from memory on every access)
unsigned long m = timer0_millis;
unsigned char f = timer0_fract;
m += MILLIS_INC;
f += FRACT_INC;
if (f >= FRACT_MAX) {
f -= FRACT_MAX;
m += 1;
}
timer0_fract = f;
timer0_millis = m;
timer0_overflow_count++;
//LABZ_Debug_Start
digitalWrite(9,LOW);
digitalWrite(9,HIGH);
digitalWrite(9,LOW);
//LABZ_Debug_End
}
验证的代码非常简单：
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
pinMode(9,OUTPUT);
}
void loop() {
}
运行结果
放大之后可以看出间隔在1ms左右
同样的程序我们在主程序中使用noInterrupts关掉中断，显示出来始终为低电平，因为Timer0也被关掉了。
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
pinMode(9,OUTPUT);
noInterrupts();
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
}
运行结果
当然，某些时候我们只需要关闭Timer0的中断，可以用屏蔽溢出中断的方法，设置TOIE0为0即可。
cbi (TIMSK0, TOIE0);
#define OutPin 8
#ifndef cbi
#define cbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) &= ~_BV(bit))
#endif
#ifndef sbi
#define sbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) |= _BV(bit))
#endif
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
pinMode(OutPin,OUTPUT);
digitalWrite(OutPin,LOW);
cbi (TIMSK0, TOIE0);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
}
和上图没差别。
直接关闭Timer0的source也能达到关闭TImer0的效果，设置CS00==CS01==CS02
bitWrite(TCCR0B, CS00, 0);
bitWrite(TCCR0B, CS01, 0);
bitWrite(TCCR0B, CS02, 0);
#define OutPin 9
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
pinMode(OutPin,OUTPUT);
digitalWrite(OutPin,LOW);
}
void loop() {
delay(1000);
bitWrite(TCCR0B, CS00, 0);
bitWrite(TCCR0B, CS01, 0);
bitWrite(TCCR0B, CS02, 0);
delayMicroseconds(10000);
digitalWrite(OutPin,HIGH);
}
进入 loop函数之后 delay 1s 持续有中断产生，之后关闭了中断就出现一直为低的情况，接下来是10ms的delay，最后再拉高(这样只是为了让波形清晰可辩)。
特别注意：如果用delay替换delayMicroseconds，那么看到的波形将会是一直为低。读者可以思考一下原因。
参考：
1. http://letsmakerobots.com/node/28278 Arduino 101: Timers and Interrupts
2. \arduino-1.6.3\hardware\arduino\avr\cores\arduino\Arduino.h
#define interrupts() sei()
#define noInterrupts() cli()
3. https://arduinodiy.wordpress.com/2012/02/28/timer-interrupts/
Clock Select bit description
CS12 CS11 CS10 Description
0 0 0 No clock source (Timer/Counter stopped)
0 0 1 clki/o/1 (No prescaling)
0 1 0 clki/o/8 (From Prescaler)
0 1 1 clki/o/64 (From Prescaler)
1 0 0 clki/o/256 (From Prescaler)
1 0 1 clki/o/1024 (From Prescaler)
1 1 0 External clock source on T1 pin. Clock on falling edge
1 1 1 External clock source on T1 pin. Clock on rising edge
深度好文章
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