🛠 Programmer aux registres : interruption Timer/Counter1

Objectifs

Sortir de l'API Arduino pour piloter l'ATmega32u4 « à nu » : configurer le Timer/Counter1 en mode CTC (Clear Timer on Compare Match) avec un diviseur de 1024, déclencher une interruption matérielle à 1 Hz, et basculer la LED de la broche 13 (PB7) directement dans le registre PINB. Vous comprendrez le chemin complet : horloge 16 MHz, prescaler, OCR1A, vecteur d'interruption, et pourquoi une ISR doit rester minimale.

Matériel

• 1 Arduino Leonardo (le sketch s'exécute au-dessus du cœur Arduino, qui reste nécessaire pour l'initialisation et le bootloader Caterina)
• Aucun composant externe : la LED intégrée suffit

Code complet

// Clignotement 0,5 Hz par interruption Timer/Counter1 en mode CTC
// 16 MHz / 1024 (prescaler) / 15625 = 1 Hz d'increment compare

volatile uint8_t clignotements = 0;

void setup {
  DDRB |= (1 << DDB7);          // PB7 (Arduino D13) en sortie
  noInterrupts;
  TCCR1A = 0;
  TCCR1B = (1 << WGM12) | (1 << CS12) | (1 << CS10); // mode CTC, prescaler 1024
  TCNT1  = 0;
  OCR1A  = 15624;               // 16e6 / 1024 / (15624+1) = 1 Hz
  TIMSK1 |= (1 << OCIE1A);      // autorise l'interruption Compare Match A
  interrupts;
}

ISR(TIMER1_COMPA_vect) {
  PINB = (1 << PINB7);          // écriture de 1 dans PINB = bascule la broche
  clignotements++;
}

void loop {
  // Le travail se fait dans l'ISR ; la boucle principale reste libre.
  // Exemple : Serial toutes les 2 bascules (0,5 Hz) si besoin.
}

Vérification attendue

La LED clignote à 0,5 Hz (une bascule par seconde, donc une extinction/allumage toutes les 2 s). Vérifiez la précision en comparant 60 clignotements à une montre : l'erreur vient uniquement de la tolérance du quartz 16 MHz. Suspendez le loop avec delay : le clignotement continue, preuve que c'est bien le timer et une interruption qui pilotent la broche.

Erreurs fréquentes

• Oublier noInterrupts/interrupts autour de la configuration : modifier TCCR1B/OCR1A pendant que le timer tourne peut produire un débordement parasite.

• Ne pas déclarer volatile la variable partagée (clignotements) : sans ce mot-clé, l'optimiseur peut supprimer sa lecture dans loop.
• ISR trop longue : une ISR qui imprime ou temporise casse les autres interruptions, dont l'USB de la Leonardo (le service USB est lui-même piloté par interruptions) — la connexion peut se figer.
• Se tromper de registre de bascule : PINB = (1 << PINB7) bascule ; PORTB ^= ... fonctionne aussi mais fait lire-modifier-écrire, moins atomique en contexte d'interruption.
• Précalcul erroné d'OCR1A : avec le prescaler 1024, 1 Hz correspond à OCR1A = 15624 ; à 2 Hz, 7811 ; l'erreur classique est d'oublier le +1 du comptage depuis zéro.