Table of Contents

Laboratorul 08 - Timing & Timere

Timere Arduino

Platforma Ardunio utilizează microcontrollere din familia Atmel megaAVR, ce conțin un număr de timere hardware:

În modul de lucru clasic, timer0 este utilizat de funcțiile delay(), millis() și micros(). În plus, timerele controlează și pinii PWM ai plăcuțelor Arduino.

Timerele pot fi modificate manual, în funcție de comportamentul dorit, prin regiștrii corespunzători. Pentru a găsi acești regiștri și biții ce trebuie modificați, trebuie să consultați documentația microcontroller-ului. De exemplu, pentru ATmega328, documentația poate fi găsită aici. La pagina 74 puteți găsi informații despre timer-ul pe 8 biți și regiștrii acestuia.

Software Timer API

Timerele menționate anterior sunt hardware, iar utilizarea lor nu este cea mai facilă. FreeRTOS simplifică acest lucru, printr-un API specializat în crearea de timere software. Aceste timere sunt mai ușor de utilizat, întrucât funcționează ca o punte între programator și circuitele electronice. Pe lângă bilbioteca FreeRTOS, trebuie inclusă în proiect și biblioteca timers.h

În documentația FreeRTOS, informații despre acest API se găsesc începând cu pagina 253.

1. Crearea unui timer

Pentru a crea un timer software, este utilizată funcția TimerHandle_t xTimerCreate( const char *pcTimerName, const TickType_t xTimerPeriod, const UBaseType_t uxAutoReload, void * const pvTimerID, TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction );, care se apelează pentru un element de tipul TimerHandle_t. Parametrii funcției sunt:

Pentru orice valoare diferită de NULL întoarsă de funcție, timer-ul a fost creat cu succes

Parametrul xTimerPeriod definește numărul de cicli de ceas. Pentru a converti timpul din milisecunde în cicli de ceas, utilizați funcția pdMS_TO_TICKS()

Exemplu: 

#include <Arduino_FreeRTOS.h>
#include <timers.h>
 
// Declarare element de tipul TimerHandle_t
TimerHandle_t xTimer;
 
void setup()
{
// Creare timer cu numele "Timer", care expiră la fiecare 100ms și apelează funcția vTimerCallback
xTimer =  xTimerCreate("Timer", pdMS_TO_TICKS(100), pdTRUE, ( void * ) 0, vTimerCallback );
 
if( xTimer == NULL)
{
  // Timer-ul nu a fost creat
}
else
{
 // Timer creat cu succes
}
}
 
// Declarare funcție ce va fi apelată la epirarea timer-ului. Necesită TimerHandle_t ca parametru pentru a recunoaște timer-ul care a apelat funcția
void vTimerCallback( TimerHandle_t X )
{
...
}

2. Start/Stop/Reset

După crearea timer-ului, acesta trebuie pornit. Funcțiile utile pornirii, opririi sau resetării unui timer sunt:

Un timer activ nu va porni atât timp cât scheduler-ul FreeRTOS nu este pornit, folosind funcția vTaskStartScheduler();

Exemplu: 

// Declarare element de tipul TimerHandle_t
TimerHandle_t xTimer;
 
void setup()
{
// Creare timer cu numele "Timer", care expiră la fiecare 10ms și apelează funcția vTimerCallback
xTimer =  xTimerCreate("Timer", pdMS_TO_TICKS(10), pdTRUE, ( void * ) 0, vTimerCallback );
 
if( xTimer == NULL)
{
  // Timer-ul nu a fost creat
}
else
{
   // Timer creat cu succes. Se încearcă activarea acestuia. Se așteaptă maxim 10 cicli de ceas pentru a fi activat. 
   if( xTimerStart( xTimer, 10 ) != pdPASS )
   {
       Timer-ul nu poate fi setat ca ACTIV
   }
   else
   {
       Timer-ul a fost setat ca ACTIV
   }
}
 
// Pornire scheduler FreeRTOS. Timer-ul setat ca activ va începe să cronometreze din acest moment
vTaskStartScheduler();
}
 
 
...
 
//O altă funcție sau task din program
{
 // Se încearcă resetarea timer-ului
 if( xTimerReset( xTimer, 10 ) != pdPASS )
 {
    // Timer-ul nu a putut fi resetat
 }
 
 
...
 
 // Se încearcă inactivarea timer-ului
 if( xTimerStop( xTimer, 10 ) != pdPASS )
 {
    // Timer-ul nu a putut fi inactivat
 }
 
 
...
 
 // Se încearcă ștergerea timer-ului
 if( xTimerDelete( xTimer, 10 ) != pdPASS )
 {
    // Timer-ul nu a putut fi șters
 }
 
 
 
}

3. Alte funcții utile