arduino 定时器、定时中断与PWM使用以及注意事项

其他学习资料参考

Arduino UNO有三个定时器，分别是timer0，timer1和timer2。每个定时器都有一个计数器，在计时器的每个时钟周期递增。当计数器达到存储在比较匹配寄存器中指定值时触发CTC定时器中断。一旦定时器计数器达到该值，它将在定时器时钟的下一个定时器上清零（复位为零），然后它将继续再次计数到比较匹配值。通过选择比较匹配值并设置定时器递增计数器的速度，你可以控制定时器中断的频率。

下面引出UNO R3定时器各个寄存器的配置关系：

Timer0：PIN5和PIN6的PWM输出、delay()、millis()、delayMicroseconds()。 Timer1：PIN9和PIN10的PWM输出、舵机库Servo.h、TimerOne库、使用两个tone()变量时。 Timer2：PIN3和PIN11的PWM输出、无源蜂鸣器的tone()、红外库IRremote.h默认使用Timer2，可以通过修改库文件使用Timer1.

1、预分频系数与比较匹配器

Arduino UNO时钟以16MHz运行。计数器的一个刻度值表示1 / 16,000,000秒（~63ns），跑完1s需要计数值16,000,000。

a、Timer0和timer2是8位定时器，可以存储最大计数器值255。

b、Timer1是一个16位定时器，可以存储最大计数器值65535。

一旦计数器达到其最大值，它将回到零（这称为溢出）。因此，需要对时钟频率进行分频处理，即预分频器。通过预分频器控制定时计数器的增量速度。预分频器与定时器的计数速度如下：

因此，1预分频器将以16MHz递增计数器，8预分频器将在2MHz递增，64预分频器= 250kHz，依此类推。

三个定时器的预分频系数配置如表：

现在您可以用以下公式计算中断频率：

重新排列上面的等式，给出你想要的中断频率，你可以求解比较匹配寄存器值：

记住，当你使用定时器0和2时，这个数字必须小于256，对于timer1小于65536。

所以如果你想每秒一次中断（频率为1Hz）：

预分频器为1024，你得到：

因为256 // timer0中断2Hz切换引脚13（LED） //产生频率为10kHz / 2 = 5kHz的脉冲波 if（toggle0）{ digitalWrite（8，HIGH）; toggle0 = 0; } else{ digitalWrite（8，LOW）; toggle0 = 1; } } ISR（TIMER1_COMPA_vect）{// timer1中断2Hz切换引脚13（LED） //产生频率为2Hz / 2 = 1Hz的脉冲波 if(toggle1>=500) digitalWrite(13,HIGH); if(toggle1= 1000) toggle1 = 0; } ISR（TIMER2_COMPA_vect）{// timer2中断8kHz切换引脚9 //产生频率为8kHz / 2 = 4kHz的脉冲波 if（toggle2）{ digitalWrite（9，HIGH）; toggle2 = 0; } else{ digitalWrite（9，LOW）; toggle2 = 1; } } //loop function void loop（）{ } 四、改变pwm频率至特定频率几种方法

可在setup中添加以下代码，请注意不同型号板子对应代码不同，尽量不要改变定时器0，会影响delay等使用：