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．

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