MsTimer2の件

まじめにコードを追ってみる事に。arduinoの
MsTimer2の件。

まずはarduinoコアの元々のタイマー関係処理について
どうなっているのかを整理。コードを追ってみた結果
はこんな感じです。


［TIMER0関係の処理］

・初期化処理にて、高速PWMに設定（ここ注意）
・オーバーフロー割り込み処理は1024us（16Mhz時）もしくは
　2048us（8Mhz時）ごとに1回発生に設定
・オーバーフロー割り込みをオン
とした上で、

16MHZの場合
・割り込み発生ごとに「ミリ秒」を１カウントアップ…（ａ）
・併せて、24usの誤差を蓄積
・誤差がミリ秒単位に達している場合、（ａ）に加えて
　1カウントアップ

　→1ミリ秒より少し長い時間ごとに「ミリ秒」がカウント
　　アップされていくが、蓄積誤差が1ミリ秒に達した時
　　にはいっぺんに2ミリ秒カウントされる
　　（およそ41～42回のオーバーフロー割り込みごとに
　　　2ミリ秒カウントされるケースが発生する）

8MHZの場合
・オーバーフロー割り込み処理自体は2048usごとに1回発生
・割り込み発生ごとに「ミリ秒」を２カウントアップ…（ｂ）
・併せて48usの誤差を蓄積
・誤差がミリ秒単位に達している場合、（ｂ）に加えて
　1カウントアップ

　→2ミリ秒より少し長い時間ごとに「ミリ秒」がカウント
　　アップされていくが、蓄積誤差が1ミリ秒に達したとき
　　はいっぺんに3ミリ秒カウントされる
　　（およそ20～21回のオーバーフロー割り込み毎に3ミリ秒
　　　カウントされるケースが発生する）

16MHZ、8MHZどちらも、長時間に渡って誤差は1クロック
単位で累積しないまた、PWM（アナログ出力）とタイマー
割り込みが両立する様に設定されている


［TIMER1関係の処理］

・位相補償PWMを使用（ここ注意）
・割り込みは使用しない
・プリスケーラ値64でフリーラン
・入出力ピンはノーマル動作状態（PWMの出力が未接続）

（注）TCCRｘAの値はイニシャル値=0のため、初期化の
　　　直後は入出力ピンにはPWMの出力が取り出されて
　　　おらず、普通のデジタルI/Oになっている


ということで、タイマー0についてはアナログ出力用の
設定を行いつつミリ秒ごとに経過時間を計測している
けど、瞬間的には最大で1ミリ秒（8Mhz機の場合2ミリ秒）
ほどの誤差が生じている可能性がある…ということに
なります。ただ、誤差は蓄積していかず、こまめに補正
されています。

仮にタイマー０のミリ秒計測…millis() 関数…を使って
時計を作るとしたら、理論上は1ミリ秒の誤差が瞬間的
に生じるけど、蓄積誤差は水晶発振の1クロック単位で
ゼロということになります。

なお、タイマー2も初期化時にPWM（アナログ出力）の設定を
行いつつ、I/Oは通常のデジタルI/Oのままとなっています。


さてこれらを踏まえ、MsTimer2ライブラリを取り込むと
どういうことになるのか…

［MsTimer2の処理］

・プリスケーラは16Mhz時8Mhz時とも64に設定（変化無し）
・位相補償PWMに設定（変化無し）

としてから、MsTimer2::start()　にて

・オーバーフロー割り込みを許可
・割り込の都度TCNT2をプログラム上でクリア（※要注意）
・指定したミリ秒経ったか判断して、経過していれば
　指定の関数を呼び出し

という感じです。オーバーフロー割り込みが発生してから
TCNT2のクリア処理を行うまでに64クロック以上経過
している場合、やはり遅延を生じることとなり、この
遅延は時間経過にしたがって蓄積していきます。

（長くなってきたので次の記事に続きます）

（追記：MsTimer2は位相補償PWMじゃなくて、ノーマル
　タイマーですね…訂正してお詫びします）