組み込みシステムにおいて、タイマは不可欠な周辺モジュールです。正確な時間遅延を可能にするだけでなく、パルス幅変調（PWM）信号を生成し、外部イベントをキャプチャし、周期的なタスクを実行します。この記事では、基本概念、共通モード、設定方法、アプリケーション例など、タイマの基本について詳しく説明します。
1. タイマの基本概念
1.1 タイマとは何でしょうか？
タイマは、時間制御のためにクロックパルスや外部信号をカウントするように設計されたハードウェアモジュールです。ソフトウェアベースの時間遅延とは異なり、ハードウェアタイマはより高い精度とより軽いCPU負荷を提供します。
2. タイマの主な機能
- 時間計測とカウント： クロックパルスを積算し、経過時間の計測やイベントのカウントを行います。
- 定期的割り込み： タイマが設定した値に達すると割り込みを発生させ、定期的なタスク（センサデータの収集、表示の更新など）を実行します。
- PWM波形生成： モータ制御やLED調光などのアプリケーション向けに、デューティサイクルの調整可能な信号を生成します。
3. 主なタイマモード
タイマは、以下のようなさまざまな動作モードをサポートします。
- フリーランニングモード： リセットされるまで連続的にカウントします。定期的な割り込みや周期的なタスクに最適です。
- ワンショットモード： 設定値に達すると停止し、1回限りの時間遅延や固定幅のパルスに使用されます。
- インプットキャプチャモード： 外部イベント（立ち上がり/立ち下がりエッジなど）発生時のタイマの値を記録し、信号周波数、パルス幅、周期の測定に有用です。
- パルス幅変調（PWM）モード： デューティサイクルを設定可能なPWM信号を生成します。さまざまなPWMサブモード（高速PWM、位相/周波数補正PWMなど）により、特定のニーズに対応します。
4. タイマの実用的なアプリケーション
- 時間遅延と定期的な割り込み： センサのサンプリングやディスプレイの更新などのタスクの正確なタイミングを確保します。
- PWM信号生成： モータの回転数、LEDの輝度を制御します。
- 入力信号測定： 通信システムおよび制御システムの外部信号を解析します。
5. タイマの使用を開始する
タイマに初めて挑戦するエンジニアは、開発ボード（Microchip、STM32、Silicon Labsなど）を使って設定を試すことから始めましょう。簡単なタイマ割り込みやPWM出力を設定して、実際の結果を観察してみてください。
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