Dominando Timers Internos do Arduino para Temporização Precisa

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Visão Geral

Se você precisa contar tempo com precisão, deve usar um timer. Porém, usar os timers internos do Arduino não costuma ser fácil. Neste tutorial, explico de forma simples como utilizá-los.

É importante usar timers porque durante delay() você não pode fazer nada; com timer, o programa continua rodando e, quando o tempo chega, uma interrupção é ativada.

Usarei o TIMER0 por ser o mais simples. No futuro, posso explicar os outros.

Como Funciona

Consulte o datasheet do ATmega328P. O diagrama de blocos do contador mostra:

• O prescaler recebe pulsos do clock e repassa à Lógica de Controle.
• A Lógica de Controle incrementa o registrador TCNTn.
• Comparamos TCNTn com um valor no registrador OCRn. Quando igualam, ocorre compare match e a flag TOVn gera uma interrupção.
• Esse modo é chamado CTC (Clear Timer on Compare).

O prescaler divide o clock de 16 MHz. A configuração dos bits CS02:0 no registrador TCCR0B define a divisão (ex: 1/64).

Para calcular o valor de OCR0A para um tempo desejado:

Frequência do clock = 16 MHz
Prescaler = 64
Clock do timer = 16.000.000 / 64 = 250.000 Hz (período = 4 µs)
Para 1 ms: 1 ms / 4 µs = 250 ciclos → OCR0A = 249 (0xF9)

Exemplo Prático: Pisca LED a Cada 1 Segundo via Timer0

/* Pisca LED no pino 13 a cada 1 segundo usando Timer0 em modo CTC */
int timer = 0;
bool state = 0;

void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);
  TCCR0A = (1 << WGM01);        // Modo CTC
  OCR0A = 0xF9;                 // 249 → 1 ms
  TIMSK0 |= (1 << OCIE0A);      // Habilita interrupção Compare Match A
  sei();                        // Habilita interrupções globais
  TCCR0B |= (1 << CS01) | (1 << CS00); // Prescaler 64 (inicia contagem)
}

void loop() {
  if (timer >= 1000) { // 1000 * 1 ms = 1 s
    state = !state;
    timer = 0;
  }
  digitalWrite(13, state);
}

ISR(TIMER0_COMPA_vect) {
  timer++; // Incrementado a cada 1 ms
}

Importante: Configure o prescaler por último, pois o timer começa a contar imediatamente. Para parar, zere todos os bits de TCCR0B.

Esquemático

LED no pino 13 com resistor 220Ω para GND.