Arduino Uno PWM 引脚冲突

Question

我基于L298N芯片构建了this motor shield来控制一个坦克的两个电机。一个电机使用引脚 5 和 6，另一个电机使用引脚 10 和 11。

在尝试添加 TSOP 4838 以使用 IR 遥控器控制油箱时，我注意到反向移动引脚 10/11 上的电机只能在全速下工作 - 也就是说，高 (255) 值引脚 11。低于该值的任何值都不会在引脚 11 上输出任何内容（这些引脚上的测量电压为 0 V）。

对于遥控器，我使用this library。 IR 接收器连接在引脚 2 上（但引脚无关紧要）。问题是库代码本身。启用 IR 监听的行 irrecv.enableIRIn(); 是导致问题的原因。我了解到内部 Arduino 定时器和屏蔽用于 PWM 的引脚存在冲突。

这是给电机反向供电的代码：

#include <IRremote.h>

// IR receiver configuration
const int irPin = 2;
IRrecv irrecv(irPin);

// Motors configuration
const int mLeftPin1  = 10;
const int mLeftPin2  = 11;
const int mRightPin1 = 5;
const int mRightPin2 = 6;

void setup()
{
  // Start IR
  irrecv.enableIRIn();

  // Setup motors
  pinMode(mLeftPin1, OUTPUT);
  pinMode(mLeftPin2, OUTPUT);
  pinMode(mRightPin1, OUTPUT);
  pinMode(mRightPin2, OUTPUT);

  // Move left motor in reverse, slower speed
  analogWrite(mLeftPin2, 100); // This works only with 255 instead of 100
  digitalWrite(mLeftPin1, LOW);
}

现在，我发现hereArduino Uno 上的定时器使用的引脚是：

• 引脚 5 和 6：由 Timer0 控制
• 引脚 9 和 10：由 Timer1 控制
• 引脚 11 和 3：由 Timer2 控制

所以我的问题是：

1. 为什么指令中的屏蔽使用引脚 10 和 11 进行 PWM？它们对应于 2 个不同的计时器。为什么不是 9 和 10？

2. 为了将 IR 与电机护罩一起使用，我应该配置 IR 库以使用什么计时器？

3. 如果答案为 2，则应在 IRremoteInt.h 中取消注释一行。我猜 Uno 会在第 68 行采用else 分支，尽管那里只有 timer1 和 timer2。我想知道为什么 Timer0 不能用于 Uno。

虽然我想留下切割痕迹并重新焊接作为最后的选择，但另一种可能性是更改屏蔽使用的引脚，但是哪个？而且我猜这也将与将定时器配置为在其他引脚上进行 PWM 而非默认配置配对，但我对定时器/中断一无所知，而且我对 Arduino 和 C 的了解有限。

我提出了一个很长的问题，因为我想学习的不仅仅是解决问题，所以请随意解释而不是问什么。

在寻找解决方案时，我还发现在使用 PWM 或计时器时需要记住的其他冲突：

• Timer0是一个8位定时器，最大值为255，被delay()和millis()使用，乱用会有后果
• Timer1 是一个 16 位定时器，它最多可以容纳 65535（一个无符号的 16 位整数）。 Arduino Servo 库使用此计时器
• Timer2 是 Arduino tone() 函数使用的 8 位定时器

当然，IRremote 库使用TIMER_RESET，因此根据它使用的定时器，它可能会与关联的引脚发生冲突。

Answer 1

1. 并非所有硬件都以最佳方式设计。使用 10 和 11 确实很浪费，因为它需要两个计时器。

2/3。理想情况下，您将使用不是 Timer0 的计时器。以下是有关计时器/中断的更多详细信息：

Arduino 芯片 (328P) 有三个定时器。每个定时器可用于多种用途，但需要注意的是，您只能为每个定时器启用一个定时器中断。

以 Timer0 为例。它中断以便为 delay() 和 delay_us() 方法生成适当的延迟。它也用于引脚 5 和 6 上的 PWM 输出。这可能是因为 PWM 输出不使用定时器中断，它们使用单​​独的输出比较模块。

现在专门查看您的问题，它应该工作正常，即使您使用 timer2 有一个 PWM 输出，PWM 也不会在 timer2 上产生中断，因此 IR 库应该可以免费使用那个中断。然而，查看 IR 库代码，我们看到了这段代码：

ISR(TIMER_INTR_NAME)
{
   TIMER_RESET; 

似乎每次中断时，它都会重置计时器计数。这可能是您的 PWM 输出无法正常工作的原因。输出比较模块正在等待某个滴答计数，但它永远不会达到那个值。

至于为什么它在 255 处工作，我们可以看一下模拟写代码：

void analogWrite(uint8_t pin, int val)
{
    // We need to make sure the PWM output is enabled for those pins
    // that support it, as we turn it off when digitally reading or
    // writing with them.  Also, make sure the pin is in output mode
    // for consistenty with Wiring, which doesn't require a pinMode
    // call for the analog output pins.
    pinMode(pin, OUTPUT);
    if (val == 0)
    {
        digitalWrite(pin, LOW);
    }
    else if (val == 255)
    {
        digitalWrite(pin, HIGH);
    }

因此，通过写入 255，analogWrite 代码忽略了整个 PWM 和输出比较的事情，而只是将引脚写入高电平。

最后，至于解决您的问题，我个人会选择不使用引脚 11 和 3（timer2）的路线。是的，它需要重新布线，但这样您就可以腾出 timer2 供 IR 库使用。

或者，您可以在 IR 库中四处寻找，并尝试在不重置计数的情况下使其工作。

Answer 2

注意使用的板子，如果你使用Arduino Uno，那么负责的代码是：//Arduino Duemilanove, Diecimila, LilyPad, Mini, Fio, etc 别的 //定义 IR_USE_TIMER1 // tx = 引脚 9 定义 IR_USE_TIMER2 // tx = 引脚 3 结束

Answer 3

我在使用预建的 L298 V2 电机护罩时遇到了同样的问题。

盾牌上的引脚是这样标记的：

电机 1：引脚 3 和 5 电机 2：引脚 6 和 9

我使用 PIN10 而不是 3，并使用了一个小解决方法：我在 SHIELD 上放置了一根从 PIN10 到 PIN3 的电线。 我的项目是用三星电视遥控器控制我的机器人。