9. タイマー¶

pyboard には１４個のタイマーがあり、それぞれのタイマーはユーザー定義の周波数で動作する独立したカウンターで構成されています。これらは特定の間隔で関数を実行するように設定できます。１４個のタイマーは 1 から 14 までの番号が付けられていますが、2 は内部使用のために予約されており、5 と 6 はサーボおよび ADC/DAC 制御に使用されています。できれば、これらのタイマーを使わないでください。

タイマーオブジェクトを作成してみましょう:

>>> tim = pyb.Timer(4)

作成したものを見てみましょう:

>>> tim
Timer(4)

これで tim にはタイマー番号 4 になっていることがわかりますが、まだ初期化されていません。ですから 10Hz (毎秒10回)でトリガするように初期化しましょう:

>>> tim.init(freq=10)

これで初期化されたので、タイマーに関するいくつかの情報を見ることができます:

>>> tim
Timer(4, prescaler=624, period=13439, mode=UP, div=1)

この情報は、このタイマーがペリフェラルクロック速度を 624+1 で割った値で動作するように設定されていることを意味し、0 から 13439 までカウントし、その時点で割り込みをトリガし、0 から再びカウントを開始します。これはタイマのトリガが 10Hz になるように設定します。タイマのソース周波数は 84MHz (tim.source_freq() の実行でわかります)なので、84MHz/625/13440 = 10Hz になります。

9.1. タイマーカウンター¶

では、このタイマーで何ができるでしょうか？　最も基本的なことは、カウンタの現在の値を取得することです:

>>> tim.counter()
21504

このカウンタは連続的に変化し、カウントアップしていきます。

9.2. タイマーコールバック¶

次に、タイマーがトリガーするときに実行するコールバック関数を登録します(コールバック関数についてはスイッチのチュートリアルを参照):

>>> tim.callback(lambda t:pyb.LED(1).toggle())

すぐに赤いLEDが点滅し始めるはずです。5Hzで点滅します(１回のフラッシュに２回のトグルが必要なため、10Hz でトグルすると 5Hz で点滅します)。タイマーを再初期化することによって、周波数を変更できます:

>>> tim.init(freq=20)

コールバックを無効にするには、値を None を渡します:

>>> tim.callback(None)

コールバックに渡す関数は、トリガーしたタイマーオブジェクトである引数１つを取る必要があります。これにより、コールバック関数内からタイマーを制御できます。

２つのタイマーを作成して、それぞれ独立して実行できます:

>>> tim4 = pyb.Timer(4, freq=10)
>>> tim7 = pyb.Timer(7, freq=20)
>>> tim4.callback(lambda t: pyb.LED(1).toggle())
>>> tim7.callback(lambda t: pyb.LED(2).toggle())

コールバックは適切なハードウェア割り込みであるため、これらのタイマーが実行されている間も、他の処理のために pyboard を使い続けることができます。

9.3. マイクロ秒カウンタを作る¶

タイマーを使用してマイクロ秒カウンタを作成できます。これは、正確なタイミングが必要な作業を行う場合に便利です。このためには、32ビットのカンターを持つタイマー 2 を使います(タイマー 5 も同様ですが、タイマー 5 を使ってしまうと、同時にはサーボドライバーを使えなくなります)。

タイマー 2 は次のように設定します:

>>> micros = pyb.Timer(2, prescaler=83, period=0x3fffffff)

prescaler を 83 に設定するので、このタイマは 1MHz でカウントされます。つまり、168MHz で動作するCPUクロックを2で割った後、prescaler+1 で割ることで、タイマー 2 に 168MHz/2/(83+1)=1MHz の周波数を与えているということです。period を大きな値にしているので、タイマーは大量にカウントアップしないと 0 に戻りません。この場合は、この場合、サイクルが0に戻る前に約17分かかります。

このタイマーを使用するには、最初に0にリセットすることをお勧めします:

>>> micros.counter(0)

では、実行してみてください:

>>> start_micros = micros.counter()

... do some stuff ...

>>> end_micros = micros.counter()