Arduino-UNOでパルスジェネレータを作ってみた

ラジオペンチさんとvabenecosiさんのパルスジェネレータを
真似してみました。
・ラジオペンチさん
　　　http://radiopench.blog96.fc2.com/blog-entry-808.html
・vabenecosiさん
　　　http://vabenecosi.blog.fc2.com/blog-entry-37.html

そのままでは、面白くないので、
　　・トラ技 2010年7月号 ATtiny2313を使ったハンディ方形波発生器
の方式、
　・16bitタイマー1のクロック入力T1に
　・タイマー2で作った方形波を入れる
ということにしてみました。

クロック源となる方形波の周波数は、
1MHz　100kHz　10kHz　1kHzの4種類。

周期だと1us　10us　0.1ms　1msとなり、
これをクロック源として16ビットで設定できるので、
最大の周期は、
　　1us　：　65.535ms
　 10us　：　655.35ms
　0.1ms　：　6.5535秒
　　1ms　：　65.535秒
となります。
　　※ATtiny2313では3桁のデジタルスイッチだったので
　　　もの足りなかった。

とりあえずArduino-UNOをベースに試してみました。
こんな回路。

操作スイッチを4つにして、ロータリーエンコーダで
設定できる入力桁位置を設定できるようにしています。
　　　※←(SW2) →(SW3)がカーソルスイッチ
カーソルより右の下位桁の値をそのままにして
左側(上位桁)の数値だけを±できるようにしました。

「12.345ms」で、2の位置にカーソルがある時CCW回しすると
→11.345ms
→10.345ms
→ 9.345ms
→ 8.345ms
→ 7.345ms
と、下位3桁はそのままにして上位の数値を-1します。

　　※左右のカーソルを独立させたので、操作スイッチは
　　　4つになっています。

また、スイッチの拡張機能操作は「二つ同時押し」
ではなく「長押し」にしています。

こんな操作画面です。

右上がタイマー1の供給クロック周期。　(4種類)
右下が出力パルスの極性、PosとNegで表示。
周期設定の時は周期から周波数を計算して表示。

SW1の操作で周期設定とパルス幅設定を変えます。

パルス幅設定の時は、デューティ比を表示します。

操作する桁を固定できるので、大きく数値を変えることが
できます。
パルスの周期を0.2秒にしてパルス幅を変えてみました。
エンコーダーのつまみをあわてずに回すと、
デューティが「100% → 0% → 100%」と変化する
様子が見えます。

デューティ100%と0%でH、Lに張り付かせる処理も
面白いかと。

・エンコーダの回転チェック
・操作スイッチの入力
この二つを割り込みで処理しています。

エンコーダをクルクル操作すると、周期やパルス幅が変わ
るので、その値の表示だけでなく、周波数とデューティー比
を計算して表示します。

その処理時間が「7～8ms」。
　　※液晶表示に時間がかかる

エンコーダのクルクルを速くすると・・・処理が間に合わ
なくなってきます。
でも、エンコーダのカウント処理は割り込みで動いているので、
up/down値の抜けはありません。

メイン側の計算・表示処理がつまってもカウント抜けは
しないというしかけになっています。

その様子です。
エンコーダを速く回した時、表示処理がつまっている
様子が見えています。
　　※loopの頭で出力ポートをトグルしているので、
　　　処理が間に合わなくなると、トグルが見えるように
　　　なります。
　　　描画中はトグルが止まります。

テスト出力しているパルスで、表示処理中も、エンコーダ
の回転を読んでいる様子が見えています。

割り込みを使わずにエンコーダを読んでいたら・・・
　　　カウント抜けの可能性大です。

ラジオペンチさん、vabenecosiさんの回路そのままでは
動きません。
　　・OC2A 方形波出力 → T1クロック入力のつなぎ
　　・エンコーダをINT0、INT1に。
　　　　　(INT1は割り込みでは使っていない)
ということで、液晶やスイッチのポートが変わっています。

・回路図(BSch3Vファイル）　圧縮
　　　　　　ダウンロード - pgen16a.zip

・スケッチ (ファイルタイプをtxtに)
　　　　　　ダウンロード - p_gen16a.txt

さて、ケース入れを考えなければなりません。
電源は電池かな。


※追記　：　参考、関連あれこれ
　　　　　（勉強のために読んでみて）
・2020年2月10日：ArduinoのanalogWrite　1/255なの？
・2020年1月28日：Arduinoから「タイマー0」を取り上げる（ユーザーが使う）
・2022年7月25日：Atmega328P タイマー/カウンタ1の高速PWM動作
・2020年8月13日：Arduino、analogWriteは捨てちゃえ。ちゃんとしたPWMを使おう
・2020年8月16日：Arduino UNOのPWM出力を(ちょっと精密に)確かめる
・2020年9月19日：クリック有りのロータリーエンコーダーで
・2019年4月1日：ArduinoのEEPROMアクセス、「EEMEM」について
・2020年2月4日：Arduinoのタイマー OCRレジスタは「n」じゃなく「n - 1」の値を設定せよ
・2022年3月11日：Arduino-UNO 割り込み処理のミスあれこれ：ロータリーエンコーダー
・2018年10月11日：魔法の言葉「volatile」