Таймеры Arduino UNO — Часть 1. Введение

Теория

Что такое таймер в микроконтроллере ATmega328P

Таймер — это встроенный аппаратный модуль микроконтроллера, который считает такты от внутреннего или внешнего источника тактовых импульсов. Таймеры используются для измерения времени, создания точных задержек, генерации сигналов ШИМ (PWM) и работы с прерываниями.

Аппаратные и программные таймеры

Аппаратные таймеры — реализованы на уровне микросхемы. Работают независимо от основного кода и могут выполнять задачи в фоне. Обеспечивают высокую точность.
Программные таймеры — реализованы в виде функций и библиотек (например, на основе millis()). Менее точны, зависят от выполнения остального кода.

Отличие delay() / millis() от аппаратных таймеров

Функция delay() блокирует выполнение программы, останавливая её на заданное время. Это просто «пауза» в коде.

millis() и micros() используют аппаратный таймер (Timer0) для подсчёта времени, но не блокируют выполнение кода. С их помощью можно измерять интервалы времени и создавать неблокирующую логику.

Обзор трёх таймеров Arduino UNO

Timer0 — 8-битный, используется для работы функций millis(), micros(), delay(), а также ШИМ на пинах D5 и D6.
Timer1 — 16-битный, подходит для точных измерений времени, работы сервоприводов, генерации медленных ШИМ-сигналов.
Timer2 — 8-битный, может работать от отдельного тактового источника, используется для генерации звуков и управления ШИМ на пинах D3 и D11.

Практика

Измерение времени с помощью millis() и micros()


// Пример измерения интервала в миллисекундах
unsigned long startTime;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  startTime = millis();
}
void loop() {
  if (millis() - startTime >= 1000) { // Прошла 1 секунда
    Serial.println("Прошла секунда");
    startTime = millis(); // Сброс таймера
  }
}

Простейший пример мигания светодиода без delay()


const int ledPin = 13;
unsigned long previousMillis = 0;
const long interval = 500; // Интервал мигания (мс)

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  unsigned long currentMillis = millis();
  if (currentMillis - previousMillis >= interval) {
    previousMillis = currentMillis;
    digitalWrite(ledPin, !digitalRead(ledPin)); // Переключаем состояние LED
  }
}

Проект: Мигание LED с разными интервалами без задержек

В этом проекте мы сделаем мигание светодиода, при котором каждое следующее мигание будет происходить быстрее или медленнее, в зависимости от заданного алгоритма.


const int ledPin = 13;
unsigned long previousMillis = 0;
long interval = 1000; // Начальный интервал (мс)

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  unsigned long currentMillis = millis();

  if (currentMillis - previousMillis >= interval) {
    previousMillis = currentMillis;
    digitalWrite(ledPin, !digitalRead(ledPin));

    // Меняем интервал
    interval -= 100;
    if (interval < 100) interval = 1000; // Сброс к начальному значению
  }
}

Таким образом, мы использовали millis() вместо delay(), чтобы избежать блокировки программы и получить гибкое управление временем.

<< Проекты << Все товары >> Статьи, уроки >>