try-day.com 実験室_Arduino

Arduino各プロセッサーのOUTPUT時間測定　2024/6/30

本文目次

本文以外目次

１．結果
２．digitalWriteによるOUTPUT時間
　(1)ESP-WROOM-02及び12F
　(2)UNO
　(3)MEGA 2560
　(4)DUE-CH340
３．高速化によるOUTPUT時間
　(1)ESP-WROOM-02及び12F
　(2)MEGA 2560
　(3)DUE-CH340

本　　　文

１．結果
手持ちのarduinoについてHiLoOUTPUT時間を測定した結果下表の通りとなった。
単位(us)

	digitalWrite				高速化
	H-L	L-H	kHz	Loop	H-L	L-H	kHz	Loop
ESP-WROOM-02	1.6	1.6	312.5	6.86	0.088	0.088	5,682	6.912
ESP-12F	1.6	1.6	312.5	6.86	0.088	0.088	5,682	6.912
UNO	3.2	3.3	153.8	0.24	0.12	0.131	3,984	0.249
MEGA 2560	5.4	5.4	92.6	0.35	0.126	0.126	3,968	0.253
DUE-CH340	2.1	2.02	242.7	2.12	0.12	0.12	4,167	2.23

[目次に戻る]

２．digitalWriteによるOUTPUT時間
arduinoで通常使用するコマンド digitalWrite の動作時間を測定した。
[目次に戻る]

(1)ESP-WROOM-02及び12F
ａ．プログラム
void setup() {
pinMode(13,OUTPUT);
}

void loop() {
digitalWrite(13,HIGH);
digitalWrite(13,LOW);
digitalWrite(13,HIGH);
digitalWrite(13,LOW);
}

ｂ．測定結果
LooP内でのdigitalWriteの
HIGH→LO処理時間はT-AXで1.60usかかっている。
LO→HIGH処理時間はBX-AXで同じく1.60usかかっている。
1周期として3.2usで312.5KHz

Loopの戻り処理は
下図のBX-AX=1.60usで6.86usかかっている。

[目次に戻る]

(2)UNO
ａ．測定結果
LooP内でのdigitalWriteの
HIGH→LO処理時間はT-AXで3.2usかかっている。
LO→HIGH処理時間はBX-AXで3.3usかかっている。
1周期として6.5usで153.8KHz

Loopの戻り処理は
下図のBX-AX=3.3usで0.24usかかっている。

[目次に戻る]

(3)MEGA 2560
ａ．測定結果
LooP内でのdigitalWriteの
HIGH→LO処理時間はT-AXで5.4usかかっている。
LO→HIGH処理時間はBX-AXで5.4usかかっている。
1周期として10.8usで92.6KHz

Loopの戻り処理は
下図のBX-AX=5.4usで0.35usかかっている。

[目次に戻る]

(4)DUE-CH340
ａ．測定結果
LooP内でのdigitalWriteの
HIGH→LO処理時間はT-AXで2.1usかかっている。
LO→HIGH処理時間はBX-AXで2.02usかかっている。
1周期として4.12usで242.7KHz

Loopの戻り処理は
下図のBX-AX=2.02usで2.12usかかっている。

[目次に戻る]

３．高速化によるOUTPUT時間
標準コマンドを使用しないでOUTPUTを行う。 [目次に戻る]

(1)ESP-WROOM-02及び12F
ａ．プログラム
#define PIN_OUT *(volatile uint32_t *)0x60000300
#define PIN_ENABLE *(volatile uint32_t *)0x6000030C

#define PIN_00 *(volatile uint32_t *)0x60000328
#define PIN_02 *(volatile uint32_t *)0x60000330
#define PIN_04 *(volatile uint32_t *)0x60000338
#define PIN_05 *(volatile uint32_t *)0x6000033C
#define PIN_12 *(volatile uint32_t *)0x60000358
#define PIN_13 *(volatile uint32_t *)0x6000035C
#define PIN_14 *(volatile uint32_t *)0x60000360
#define PIN_15 *(volatile uint32_t *)0x60000364

void setup() {
PIN_OUT = (1<<13);
PIN_ENABLE = (1<<13);
}

void loop() {
PIN_13 = 0; //HIGH
PIN_13 = 1; //LOW
PIN_13 = 0; //HIGH
PIN_13 = 1; //LOW
}
ｂ．測定結果
LooP内でのdigitalWriteの
HIGH→LO処理時間はT-AXで0.088usかかっている。
LO→HIGH処理時間はBX-AXで0.088usかかっている。
1周期として0.251usで5,682kHz

Loopの戻り処理は
下図のBX-AX=0.088usで6.912usかかっている。

[目次に戻る]

(2)MEGA 2560
ａ．プログラム
void setup() {
pinMode(13,OUTPUT);
}

void loop() {
PORTB |= _BV(7); // digitalWrite(13,HIGH);MEGA2560 13=PB7
PORTB &= ~_BV(7); //digitalWrite(13,LOW);
PORTB |= _BV(7); //digitalWrite(13,HIGH);
PORTB &= ~_BV(7); //digitalWrite(13,LOW);
}
ｂ．測定結果
LooP内でのdigitalWriteの
HIGH→LO処理時間はT-AXで0.126usかかっている。
LO→HIGH処理時間はBX-AXで0.126usかかっている。
1周期として0.252usで3,968KHz

Loopの戻り処理は
下図のBX-AX=0.126usで0.253usかかっている。

[目次に戻る]

(3)DUE-CH340
ａ．プログラム
void setup() {
pinMode(13,OUTPUT);
}

void loop() {
REG_PIOB_SODR |= (0x01 << 27); // Turn on the LED
REG_PIOB_CODR |= (0x01 << 27); // Turn off the LED using the CODR register
REG_PIOB_SODR |= (0x01 << 27); // Turn on the LED
REG_PIOB_CODR |= (0x01 << 27); // Turn off the LED using the CODR register
}

PIO_SODR - ここに1を書いて出力ピンをHIGHに設定します
PIO_CODR - 出力ピンをLOWに設定するには、ここに1を書き込みます
PIO_PDSR - ポートのピンの実際の状態を読み取ります。
PIO_PUDR - ピンの内部プルアップをオフにするには、ここに1を書き込みます
PIO_PUER - ピンの内部プルアップをオンにするには、ここに1を書きます

ｂ．測定結果
LooP内でのdigitalWriteの
HIGH→LO処理時間はT-AXで0.12usかかっている。
LO→HIGH処理時間はBX-AXで0.12usかかっている。
1周期として0.24usで4,167KHz

Loopの戻り処理は
下図のBX-AX=0.12usで2.23usかかっている。

[目次に戻る]