binzume.net / 書庫 / ロボ研用資料 /

タイマーを使う

今までforループを使った，wait()関数を使っていましたが，これはあまり正確ではありません．単位がどれくらいなのか，経験的にしか分かりませんし，コンパイルする環境によって，待ち時間がかわったりします．

今回使うMEGA88には3つの独立したタイマーがあり，一定時間ごとに決められた動作をすることが出来ます．タイマー０～２がありますが，０と１は，それぞれモータとサーボに使っているので，残っているのはタイマー２です．

出来ること

これらを組み合わせると，一定のタイミングでプログラムを動作させることができます．

とりあえず，詳しい使い方は抜きにして例だけ書きます．

オーバーフロー割り込み

タイマーを使って決められた動作をするために，割り込みという機能を使います．割り込みを使うと，イベントが起きた瞬間にその動作をさせて，終わったらもとの処理に戻るということが簡単にできます．

割り込みを使うには，「avr/interrupt.h」をインクルードする必要があります．(古いバージョンのavr-gccでは，avr/signal.hも必用かもしれません)先頭に以下の行を加えてください．

#include <avr/interrupt.h>

レジスタの設定

タイマーを使うには，いくつかのレジスタを設定する必要があります．さらに，割り込みをつかうので，sei()で割り込みを有効にしてください．

    // タイマー2割り込み設定
    TCCR2A = 0;
    TCCR2B = 0x03; // 32分周 (1KHz)
    TCNT2 = 0; // カウンタ初期化
    TIMSK2 = 1<<TOIE2; //オーバーフロー割り込み許可
    sei();//割り込み有効

今回のAVRは8000KHzで動いているので，32分周すると250KHzになります．さらに，8ビットのカウンタなので，256回に一度オーバーフローします．オーバーフローで割り込みが起きるようにしているので，つまり，256/250 = 1.024msごとに，割り込みが起きます．

(比較一致の機能を使えば，正確に1msごとに割り込みを掛けることもできますが，各自やってください)

次に，割り込み時に呼ばれる関数を書きます．今回は，変数をインクリメント(++)しているだけです．割り込みが起きるたびに，wait_timeの値が増加していきます．

// Timer-2 Overflow (これは古い記述です，現在はISRマクロを使います)
volatile uint16_t wait_time=0;
SIGNAL(SIG_OVERFLOW2) {
    wait_time ++;
}

wait()関数

void wait(uint16_t w){
    wait_time = 0;
    while (wait_time<w);
}

wait_timeを0に設定して，wait_timeがw以上になるのを待つだけです．wait_timeは，タイマー割り込みで勝手に増加していきます．

プログラム例

一秒ごとにLEDを順番にONにしていって，またOFFします．

timer_test.c

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//    タイマー割り込み サンプル
//
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>

volatile uint16_t wait_time=0;

// Timer-2 Overflow
SIGNAL(SIG_OVERFLOW2) {
    wait_time ++;
}

void wait(uint16_t w){
    wait_time = 0;
    while (wait_time<w);
}

int main()
{
    int i;

    // ポート初期化
    DDRB = 0xFF; // モータ
    DDRC = 0x00; // ボタン，センサー
    DDRD = 0xFF; // モータ，LED
    PORTC |= 3; // プルアップON

    // タイマー2割り込み設定
    TCCR2A = 0;
    TCCR2B = 0x03; // 32分周 (1KHz)
    TCNT2 = 0; // カウンタ初期化
    TIMSK2 = 1<<TOIE2; //オーバーフロー割り込み許可
    sei();//割り込み有効


    //LED 点灯確認
    for(i = 0; i <= 3; i++){
        PORTD |= 1<<i;
        wait(1000);
    }
    for(i = 0; i <= 3; i++){
        PORTD &= ~(1<<i);
        wait(1000);
    }

    for(;;);

}

解説

特に無し．

void wait2(uint16_t w){
    while (wait_time<w);
    wait_time = 0;
}

というような関数を作ると，間に色々な処理を入れても，前回からの待ち時間を一定にできるので，ループの周期を一定に保つときは便利かもしれません．

この文書の履歴

Copyright © binzume all rights reserved.