LXF159:Arduino: Управляем временем - История изменений

Olkol: /* Arduino: Рулим временем */

2018-09-26T11:22:49Z

‎Arduino: Рулим временем

Olkol: /* Поразрядная арифметика */

2018-09-25T00:02:04Z

‎Поразрядная арифметика

Olkol: /* Остановите часы */

2018-09-25T00:01:08Z

‎Остановите часы

Olkol: /* Остановите часы */

2018-09-25T00:00:09Z

‎Остановите часы

Olkol: /* Остановите часы */

2018-09-24T23:58:56Z

‎Остановите часы

Olkol: /* Остановите часы */

2018-09-24T23:57:07Z

‎Остановите часы

Olkol: /* Как работают таймеры? */

2018-09-24T23:53:07Z

‎Как работают таймеры?

Olkol: /* Как работают таймеры? */

2018-09-24T23:49:46Z

‎Как работают таймеры?

Olkol: /* Как работают таймеры? */

2018-09-24T23:43:18Z

‎Как работают таймеры?

Olkol: /* Как работают таймеры? */

2018-09-24T23:42:54Z

‎Как работают таймеры?

@@ Строка 5: / Строка 5: @@
 '''Властвуйте над своей платой с помощью прерываний таймера'''
-=Arduino: Рулим временем=
+=Arduino: Управляем временем=
 ''Ник Вейч принимает вызов времени и овладевает постоянно лязгающими часами, чтобы придумать нечто хитроумное с тиками и таками.

@@ Строка 53: / Строка 53: @@
 Еще одно важное предупреждение. Одна из причин менять только необходимые биты в том, что многим битам отведена особая роль. Например, в PORTD последний бит – это линия, используемая для приема данных. Случайно направив ее на вывод, вы определенно нарушите работу схемы.
-[[Файл:LXF154.tut_arduino.bitw_opt.png‎ |left |400px |thumb|> Анатомия поразрядной операции с помощью макроса.]]
+[[Файл:LXF154.tut_arduino.bitw_opt.png‎ |left |300px |thumb|> Анатомия поразрядной операции с помощью макроса.]]
-[[Файл: LXF154.tut_arduino.bit_opt1.png‎ |right |400px |thumb|> Поразрядные операции со сдвигом значений.]]
+[[Файл: LXF154.tut_arduino.bit_opt1.png‎ |right |300px |thumb|> Поразрядные операции со сдвигом значений.]]
 ==Как работают таймеры?==

@@ Строка 248: / Строка 248: @@
+}
-Сравните это
+==Сравните это==
 При записи значения в регистр сравнения, вы могли заметить множество ссылок на регистр сравнения A. Дело в том, что есть еще и регистр B, значение которого также можно изменять, сравнивать и вызывать прерывание – но таймер при этом не сбрасывается. В этом случае прерывание сгенерируется в течение односекундного интервала, но таймер продолжит работать до достижения значения 62 499. Это может быть удобно, если вы хотите генерировать события, например, каждую секунду и полсекунды.

@@ Строка 184: / Строка 184: @@
 Но прежде чем загружать значение в регистр сравнения, подумаем еще кое о чем. Когда значения совпадают и вызывается прерывание, мы переключаем светодиод. Но что происходит с таймером? Он отсчитывает еще 3036 тактов до конца и сбрасывается в ноль, затем отчитывает очередные 62 500 тактов и снова вызывает прерывание. Выходит, мы не изменили период мигания, а только сдвинули момент его возникновения.
-{{Врезка|right|Заголовок= |Ширина=40%|Содержание= Что все это значит...
+{{Врезка|right|Заголовок= Что все это значит...|Ширина=40%|Содержание=
-» DDRA Data Direction Register (A,B,C,D) [регистр направления данных] определяет, какие выводы являются входными (0), а какие выходными (1) на четырех портах.
+* ISR(вектор) Interrupt Service Routine [процедура обслуживания прерывания]. Это не адрес, а макрос; он компилирует векторы так, чтобы изолированная функция корректно обрабатывала прерывания.
-» ISR(вектор) Interrupt Service Routine [процедура обслуживания прерывания]. Это не адрес, а макрос; он компилирует векторы так, чтобы изолированная функция корректно обрабатывала прерывания.
+* TIMSK1 Timer Interrupt MaSK [маска прерываний таймера]. В этом регистре включаются и выключаются прерывания для событий таймера.
-» TIMSK1 Timer Interrupt MaSK [маска прерываний таймера]. В этом регистре включаются и выключаются прерывания для событий таймера.
+* TCNT1 16-битный регистр, хранящий текущее значение таймера – отчет начинается с 0 и продолжается до 65535, затем счетчик снова сбрасывается в ноль. В ходе этого процесса устанавливается бит переполнения.
-» TCNT1 16-битный регистр, хранящий текущее значение таймера – отчет начинается с 0 и продолжается до 65535, затем счетчик снова сбрасывается в ноль. В ходе этого процесса устанавливается бит переполнения.
+* OCR1A/OCR1B On Compare Registers A and B [регистры сравнения A и B]. Это просто две ячейки памяти, содержащие 16-битные значения, с которыми сравнивается текущее значение таймера (TCNT1).
-» OCR1A/OCR1B On Compare Registers A and B [регистры сравнения A и B]. Это просто две ячейки памяти, содержащие 16-битные значения, с которыми сравнивается текущее значение таймера (TCNT1).
+* TCCR1 Timer Counter Control Register [регистр управления счетчиком таймера]. В этом регистре есть биты для управления возможностями и режимами работы счетчика (CTC, PWM и предварительный делитель тактов).}}
-−
-» TCCR1 Timer Counter Control Register [регистр управления счетчиком таймера]. В этом регистре есть биты для управления возможностями и режимами работы счетчика (CTC, PWM и предварительный делитель тактов).}}
 Как вы, возможно, догадались, у этой проблемы есть простое решение – CTC (Clear Timer on Compare – сброс таймера при сравнении). В этом режиме при совпадении значений таймер сбрасывается в ноль, что и убирает нашу маленькую трудность. При установке режима CTC используются те же биты регистра TCCR1, что и для функций ШИМ, и поделены между двумя половинками регистра. Чтобы включить режим CTC, нужно сбросить эти биты в верхней половинке регистра и один из них в нижней половинке. Как вы, возможно, помните, здесь же мы задаем значение предварительного делителя тактов. Так как мы изменяем все биты, удобнее написать:

← Предыдущая		Версия 23:58, 24 сентября 2018
Строка 184:		Строка 184:

	Но прежде чем загружать значение в регистр сравнения, подумаем еще кое о чем. Когда значения совпадают и вызывается прерывание, мы переключаем светодиод. Но что происходит с таймером? Он отсчитывает еще 3036 тактов до конца и сбрасывается в ноль, затем отчитывает очередные 62 500 тактов и снова вызывает прерывание. Выходит, мы не изменили период мигания, а только сдвинули момент его возникновения.		Но прежде чем загружать значение в регистр сравнения, подумаем еще кое о чем. Когда значения совпадают и вызывается прерывание, мы переключаем светодиод. Но что происходит с таймером? Он отсчитывает еще 3036 тактов до конца и сбрасывается в ноль, затем отчитывает очередные 62 500 тактов и снова вызывает прерывание. Выходит, мы не изменили период мигания, а только сдвинули момент его возникновения.
		+	{{Врезка\|right\|Заголовок= \|Ширина=40%\|Содержание= Что все это значит...

		+	» DDRA Data Direction Register (A,B,C,D) [регистр направления данных] определяет, какие выводы являются входными (0), а какие выходными (1) на четырех портах.
		+
		+	» ISR(вектор) Interrupt Service Routine [процедура обслуживания прерывания]. Это не адрес, а макрос; он компилирует векторы так, чтобы изолированная функция корректно обрабатывала прерывания.
		+
		+	» TIMSK1 Timer Interrupt MaSK [маска прерываний таймера]. В этом регистре включаются и выключаются прерывания для событий таймера.
		+
		+	» TCNT1 16-битный регистр, хранящий текущее значение таймера – отчет начинается с 0 и продолжается до 65535, затем счетчик снова сбрасывается в ноль. В ходе этого процесса устанавливается бит переполнения.
		+
		+	» OCR1A/OCR1B On Compare Registers A and B [регистры сравнения A и B]. Это просто две ячейки памяти, содержащие 16-битные значения, с которыми сравнивается текущее значение таймера (TCNT1).
		+
		+	» TCCR1 Timer Counter Control Register [регистр управления счетчиком таймера]. В этом регистре есть биты для управления возможностями и режимами работы счетчика (CTC, PWM и предварительный делитель тактов).}}
	Как вы, возможно, догадались, у этой проблемы есть простое решение – CTC (Clear Timer on Compare – сброс таймера при сравнении). В этом режиме при совпадении значений таймер сбрасывается в ноль, что и убирает нашу маленькую трудность. При установке режима CTC используются те же биты регистра TCCR1, что и для функций ШИМ, и поделены между двумя половинками регистра. Чтобы включить режим CTC, нужно сбросить эти биты в верхней половинке регистра и один из них в нижней половинке. Как вы, возможно, помните, здесь же мы задаем значение предварительного делителя тактов. Так как мы изменяем все биты, удобнее написать:		Как вы, возможно, догадались, у этой проблемы есть простое решение – CTC (Clear Timer on Compare – сброс таймера при сравнении). В этом режиме при совпадении значений таймер сбрасывается в ноль, что и убирает нашу маленькую трудность. При установке режима CTC используются те же биты регистра TCCR1, что и для функций ШИМ, и поделены между двумя половинками регистра. Чтобы включить режим CTC, нужно сбросить эти биты в верхней половинке регистра и один из них в нижней половинке. Как вы, возможно, помните, здесь же мы задаем значение предварительного делителя тактов. Так как мы изменяем все биты, удобнее написать:

@@ Строка 175: / Строка 175: @@
 Если помните, согласно нашим расчетам прерывание возникает с частотой чуть реже чем раз в секунду: секунда – это 62 500 тактов, а не 65 536. У этой проблемы есть два очевидных решения. Первое – в процедуре обработки прерывания устанавливать таймер в 3036: тогда он начнет отсчет не с нуля, а с этого значения, и до конца ему останется 62 500 тактов. Эта идея не так уж плоха, но с ней связано несколько проблем. Сама работа с таймером, пока он запущен, приводит к ошибкам – на запись нового значения уйдет несколько циклов, поэтому такой способ не совсем точен. Это может не играть особой роли с несколькими миллисекундами от секунды, но при более коротком интервале времени уже вызовет проблемы. К счастью, есть лучшее решение.
-{{Врезка|right|Заголовок=Бойтесь Таймера 0! |Ширина=20%|Содержание=Со всеми этими таймерами в вашем распоряжении вы можете захотеть воспользоваться ими для своих целей. Таймеры 1 и 2 в этом случае только потеряют возможность управлять ШИМ на выводах 9 и 10 и 3 и 11 соответственно. Однако, если вы не знаете, что делаете, избегайте работы с Таймером 0. Перегрузка его настроек может привести к непредсказуемым результатам: например, остановить миллисекундный счетчик, используемый стандартным кодом Arduino. И если вы не уверены в том что делаете, лучше оставить его в покое. }}
+{{Врезка|right|Заголовок=Бойтесь Таймера 0! |Ширина=40%|Содержание=Со всеми этими таймерами в вашем распоряжении вы можете захотеть воспользоваться ими для своих целей. Таймеры 1 и 2 в этом случае только потеряют возможность управлять ШИМ на выводах 9 и 10 и 3 и 11 соответственно. Однако, если вы не знаете, что делаете, избегайте работы с Таймером 0. Перегрузка его настроек может привести к непредсказуемым результатам: например, остановить миллисекундный счетчик, используемый стандартным кодом Arduino. И если вы не уверены в том что делаете, лучше оставить его в покое. }}
 У таймера есть специальный регистр сравнения. В него загружается значение, и при каждом изменении значения таймера оно сравнивается с содержимым регистра. Если они совпадают и в TIMSK установлен флаг прерывания, можно сгенерировать прерывание. Вот как установить бит в регистре сравнения:

@@ Строка 172: / Строка 172: @@
 Это выражение устанавливает бит 5 регистра в единицу, не меняя другие биты; то же самое делает функция pinMode(). (Мы включили эту версию в Листинг 2 на DVD.) Что же касается основного цикла – кстати, при желании туда можно вставить любой код – для мигания светодиода ничего добавлять не нужно, теперь оно полностью независимо от остального кода, и светодиод будет на секунду включаться и на секунду выключаться, хотя питание на него подано. Или почти на секунду.
-Остановите часы
+==Остановите часы==
-Если помните, согласно нашим расчетам прерывание возникает с частотой чуть реже чем раз в секунду: секунда – это 62 500 тактов, а не 65 536. У этой проблемы есть два очевидных решения. Первое – в процедуре обработки прерывания устанавливать таймер в 3036: тогда он начнет отсчет не с нуля, а с этого значения, и до конца ему останется 62 500 тактов. Эта идея не так уж плоха, но с ней связано несколько проблем. Сама работа с таймером, пока он запущен, приводит к ошибкам – на запись нового значения уйдет несколько циклов, поэтому такой способ не совсем точен. Это может не играть особой роли с несколькими миллисекундами от секунды, но при более коротком интервале времени уже вызовет проблемы. К счастью, есть лучшее решение. У таймера есть специальный регистр сравнения. В него загружается значение, и при каждом изменении значения таймера оно сравнивается с содержимым регистра. Если они совпадают и в TIMSK установлен флаг прерывания, можно сгенерировать прерывание. Вот как установить бит в регистре сравнения:
+Если помните, согласно нашим расчетам прерывание возникает с частотой чуть реже чем раз в секунду: секунда – это 62 500 тактов, а не 65 536. У этой проблемы есть два очевидных решения. Первое – в процедуре обработки прерывания устанавливать таймер в 3036: тогда он начнет отсчет не с нуля, а с этого значения, и до конца ему останется 62 500 тактов. Эта идея не так уж плоха, но с ней связано несколько проблем. Сама работа с таймером, пока он запущен, приводит к ошибкам – на запись нового значения уйдет несколько циклов, поэтому такой способ не совсем точен. Это может не играть особой роли с несколькими миллисекундами от секунды, но при более коротком интервале времени уже вызовет проблемы. К счастью, есть лучшее решение.
 TIMSK1 |= _BV(OCIE1A)

@@ Строка 125: / Строка 125: @@
 //toggle the value
+{{Врезка|left|Заголовок=Скорая помощь |Ширина=10%|Содержание=Перед изменением значений таймера или соответствующих регистров, которые могут привести к ошибкам, если выполнение кода прервется, следует запрещать прерывания вызовом cli();. Вызов sei(); включит их снова.}}
 value=!value;

@@ Строка 58: / Строка 58: @@
 Работа с таймерами кажется сложноватой, но по сути они устроены довольно просто. Таймер 1 (Timer1) – 16-битный. В своем самом простом режиме он просто считает циклы; достигнув максимума, устанавливает бит переполнения и начинает отсчет занове.
-{{Врезка|right|Заголовок=Скорая помощь |Ширина=20%|Содержание= Код этого урока работает с Таймером 1 (Timer1). Можно бы взять и Таймер 2 (Timer2), но регистры немного отличаются, и это всего лишь 8-битный счетчик. Вам поможет руководство http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2545.pdf.}}
+{{Врезка|right|Заголовок=Скорая помощь |Ширина=10%|Содержание= Код этого урока работает с Таймером 1 (Timer1). Можно бы взять и Таймер 2 (Timer2), но регистры немного отличаются, и это всего лишь 8-битный счетчик. Вам поможет руководство http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2545.pdf.}}
 Будучи 16-битным, он считает до 65 535. Таймер в Arduino работает на частоте 16 МГц, то есть обычно переполнение наступает около 244 раз в секунду, или примерно каждые 4 миллисекунды. Это не кажется слишком удобным, но мы еще не закончили. Добавим кое-какие важные детали. Флаг, устанавливаемый при заполнении таймера, называется весьма логично – флаг переполнения таймера (Timer Overflow Flag), и для Таймера 1 обозначается как TOV1. Этот флаг находится в специальном регистре (ячейке памяти) микроконтроллера, называемой TIFR, сокращение от “Timer Interrupt Flag Register [Регистр флагов прерываний таймера]”. Простите за все эти названия, но их важно знать, поскольку они будут использоваться в коде. Для упрощения чтения кода эти сокращения определяются в стандарных заголовках AVR (это удобнее, так как адреса могут различаться от устройства к устройству), и OCR1A выглядит понятнее, чем просто адрес 0x88. В конце этой статьи есть небольшой словарь сокращений, и мы будем пояснять их по мере появления.

LXF159:Arduino: Управляем временем - История изменений

Olkol: /* Arduino: Ру­лим вре­ме­нем */

Olkol: /* По­раз­ряд­ная ариф­ме­ти­ка */

Olkol: /* Ос­та­но­ви­те ча­сы */

Olkol: /* Ос­та­но­ви­те ча­сы */

Olkol: /* Ос­та­но­ви­те ча­сы */

Olkol: /* Ос­та­но­ви­те ча­сы */

Olkol: /* Как ра­бо­та­ют тай­ме­ры? */

Olkol: /* Как ра­бо­та­ют тай­ме­ры? */

Olkol: /* Как ра­бо­та­ют тай­ме­ры? */

Olkol: /* Как ра­бо­та­ют тай­ме­ры? */

Olkol: /* Arduino: Рулим временем */

Olkol: /* Поразрядная арифметика */

Olkol: /* Остановите часы */

Olkol: /* Остановите часы */

Olkol: /* Остановите часы */

Olkol: /* Остановите часы */

Olkol: /* Как работают таймеры? */

Olkol: /* Как работают таймеры? */

Olkol: /* Как работают таймеры? */

Olkol: /* Как работают таймеры? */