Arduinoで高速PWM:レジスタから設定

目的

Arduinoを使い始めて、そろそろ10年超えそうです。
10年経っても結局Arudinoが安いし、使い勝手がいいですね。
ESPという選択もありますが、ESPほどの性能は必要ないときの方が多いので結局Arudinoを使ってしまいます。

PWMを100kHz単位で出す場合、タイマー関数では精度が全く出ません。多重割り込みを起こしている可能性もあります。16MHz動作クロックなので、大丈夫な気もしますが

ということで、レジスタで設定する方法を備忘録として残します。

作成途中に見つけたおすすめサイト（このサイト見れば全部解決してる気がする）

レジスタ設定 : Fast PWM : timer1

周波数可変Fast PWMモードを使うには、mode 15か14です。mode14の場合でやります。

WMG13 = 1
WMG12 = 1
WGM11 = 1
WGM10 = 0

コンペアマッチについて解説します。

OCR1A/OCR1Bとカウンターが同じ値になるとハードウェア的に下記の動作が発生します。

COM1*1/COM1*0 = 0/0 →不動作
COM1*1/COM1*0 = 0/1 →コンペアマッチでトグル
COM1*1/COM1*0 = 1/0 →下限で1、コンペアマッチで0
COM1*1/COM1*0 = 1/1 →下限で0、コンペアマッチで1

portは
OCR1A　： pin9
OCR1B  : pin10

プリスケーラの解説

CS12/11/10 = 0/0/0 →　不動作
CS12/11/10 = 0/0/1 →　16MHz:62.5ns
CS12/11/10 = 0/1/0 →　2MHz:500ns
CS12/11/10 = 0/1/1 →　250kHz:4us
CS12/11/10 = 1/0/0 →　62.5kHz:16us
CS12/11/10 = 1/0/1 →　15.625kHz:64us

設定例100kHzPWM

WMG13 = 1
WMG12 = 1
WGM11 = 1
WGM10 = 0
COM1A1/COM1A0 = 1/0 →下限で1、コンペアマッチで0
OCR1A　： pin9
CS12/11/10 = 0/0/1 →　16MHz:62.5us

100kHz:10us → 10us/62.5ns = 160
ICR1 = 160-1

プログラム

void setup() {

  Serial.begin(9600);
  pinMode(9,OUTPUT);
  digitalWrite(9,LOW);
  
  /*タイマ1初期化*/
  TCCR1A = 0;
  TCCR1B = 0;
  
  /* OC1A,OC1B 40kHz出力
   * PWMモード:Fast PWM
   * 分周比:1
   * TOP:ICR1 = 160 - 1
   * OCR1A:コンペアマッチLOW
   * OCR1B:コンペアマッチLOW
   */
  TCCR1A |= (1 << WGM11) | (1 << COM1A1);
  TCCR1B |= (1 << WGM13) | (1 << WGM12) | (1 << CS10);
  ICR1 = 160 - 1;
  OCR1A = 10;
}

void loop() {
  

}

問題なさそうです。