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定时器和中断处理
在嵌入式系统中,定时器和中断处理是非常重要的功能。定时器可以用来精确控制时间间隔,而中断处理则允许处理器在处理主要任务的同时,对外部事件做出快速响应。本节将详细介绍如何在ArduinoMKR1000上使用定时器和中断处理。
定时器
ArduinoMKR1000基于SAMD21微控制器,该微控制器集成了多个定时器。这些定时器可以用来生成周期性的事件,例如定时执行某个函数、控制LED闪烁等。
定时器的基本概念
定时器是一种硬件设备,可以产生精确的时间间隔。在SAMD21中,定时器通常由定时器/计数器(Timer/Counter)模块实现。定时器可以配置为不同的模式,例如定时模式、计数模式等。
使用内置定时器
ArduinoMKR1000提供了多个定时器,可以通过Arduino库函数来配置和使用。以下是一些常用的定时器函数:
millis():返回自Arduino启动以来经过的毫秒数。
micros():返回自Arduino启动以来经过的微秒数。
delay(ms):延迟指定的毫秒数。
delayMicroseconds(us):延迟指定的微秒数。
示例:使用millis()实现定时任务
millis()函数可以用来实现非阻塞的定时任务。以下是一个简单的示例,实现每2秒切换一次LED的状态:
//定义LED引脚
constintledPin=13;
//保存上次切换LED状态的时间
unsignedlongpreviousMillis=0;
//定义时间间隔(2秒)
constlonginterval=2000;
voidsetup(){
//初始化LED引脚为输出模式
pinMode(ledPin,OUTPUT);
}
voidloop(){
//获取当前时间
unsignedlongcurrentMillis=millis();
//检查是否达到了指定的时间间隔
if(currentMillis-previousMillis=interval){
//保存当前时间作为上次切换时间
previousMillis=currentMillis;
//切换LED状态
digitalWrite(ledPin,!digitalRead(ledPin));
}
}
示例:使用TimerOne库实现定时中断
TimerOne库是一个非常强大的库,可以用来配置定时器中断。以下是一个示例,使用TimerOne库每1秒中断一次,切换LED状态:
首先,需要在ArduinoIDE中安装TimerOne库。可以通过库管理器安装:
打开ArduinoIDE。
进入Sketch-IncludeLibrary-ManageLibraries。
搜索TimerOne并安装。
然后,编写代码:
#includeTimerOne.h
//定义LED引脚
constintledPin=13;
//保存LED状态
boolledState=LOW;
voidsetup(){
//初始化LED引脚为输出模式
pinMode(ledPin,OUTPUT);
//初始化定时器1
Timer1.initialize(1000000);//1000000微秒=1秒
//设置定时器1的中断处理函数
Timer1.attachInterrupt(toggleLED);
}
voidloop(){
//主循环中可以执行其他任务
}
voidtoggleLED(){
//切换LED状态
ledState=!ledState;
digitalWrite(ledPin,ledState);
}
定时器的工作原理
定时器通过内部的计数器来实现时间间隔的计数。当计数器达到预设的值时,定时器会产生一个中断请求。中断处理函数会被调用,执行相应的任务。定时器的频率可以通过配置预分频器来调整。
中断处理
中断处理允许处理器在检测到外部事件时暂停当前任务,执行中断服务例程(ISR),然后再返回到被中断的任务。中断可以来自外部引脚、定时器、串行通信等。
中断的基本概念
中断是一种硬件机制,当某种特定事件发生时,处理器会暂停当前执行的代码,跳转到特定的中断服务例程(ISR)执行。ISR执行完毕后,处理器会返回到被中断的任务继续执行。
使用外部中断
Arduin