Arduino 入門番外編 16 【時間に関する関数まとめ】

Arduino 入門
番外編 16
【時間に関する関数】

こんにちは管理人のomoroyaです。

arduino 入門番外編はarduinoの基本的なことを解説している記事です。

本記事は、Arduinoで使用する時間に関する関数についてです。

入門編では、使っていない時間の関数もある。

一度まとめて理解しておこう！

ということです。

管理人はプログラマーの専門家というわけではありません。

そのため気が向いたときに、テキスト開き、ネットを調べ自己学習。

管理人にとってはブログ記事が自己学習のノートです。

書くことによって頭の中が整理できる。

何よりも、忘れたときに見返せるってのがいいんです！

arduino自身のこと、スケッチ（コード、プログラム）を少しづつ理解して行きましょう。

いやいや、arduinoを早速始めたいんだ！というかたは下記の入門編からお読みください。

Arduino入門編の解説にて使用しているArduinoは互換品です。

互換品とは言え、Arduinoはオープンソースであり複製して販売するのもライセンス的に問題なし。

そのため互換品の品質も悪くなく、それでいて値段は安いです。

正規品本体の値段程度で豊富な部品が多数ついています。

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正規品の本体単品がほしい方はこちらとなります。

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時間に関する関数は２つ
時間を返す関数
時間を止める関数
まとめ
最後に
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時間に関する関数は２つ

時間に関する関数は大きく2つあります。

1つは、Arduinoがプログラム実行を開始したときから現在までの時間を返す関数。

もう一つはプログラムを指定した時間だけ止める関数。

そう、関数の大別としては上記の２つしかありません。

時間を返す関数

最初にArduinoがプログラムの実行を開始したときから現在までの時間を返す関数について確認していきます。

こちらの関数は２つあります。

millis()関数
micros()関数

mills()関数

プログラム実行開始から現在までの時間をミリ秒単位で返す関数です。

millis()
戻り値：プログラムがスタートしてからの時間、ミリ秒単位。（unsigned long）

使い方例
格納する変数をunsigend longで定義しておく。
unsigned long val;
val = millis();

たったこれだけです。

注意点
約50日でオバーフローします。

学習に使っている分には50日も時間を測定していることはないとは思いますが・・・。

micros()関数

プログラム実行開始から現在までの時間をマイクロ秒単位で返す関数です。

micros()
戻り値：プログラムがスタートしてからの時間、マイクロ秒単位。（unsigned long）

使い方例
格納する変数をunsigend longで定義しておく。
unsigned long val;
val = micros();

たったこれだけです。

注意点
約70分でオバーフローします。

時間を返す関数サンプルスケッチ

サンプルスケッチがこちら。

mills()とmicros()の２つの戻り値を同時にシリアルモニタに表示させて違いを分かるようにしています。

1秒おきにシリアルモニタに値が表示されます。

ミリとマイクロ表示の違いとなります。

桁が約1000倍異なって表示されることがわかるはずです。

//番外編 16　時間に関する関数
//サンプルスケッチ１　時間を返す関数サンプルスケッチ
//https://omoroya.com/

unsigned long time_mil; //変数定義
unsigned long time_mic; //変数定義

void setup() {
  Serial.begin(9600); //シリアル通信のデータ転送レートを9600bpsで指定
}

void loop() {
  time_mil = millis(); //millis()関数の戻り値を変数に格納
  time_mic = micros(); //micros()関数の戻り値を変数に格納

  Serial.print("millis = "); //シリアルモニタに文字列表示
  Serial.println(time_mil);  //シリアルモニタにmillis()の戻り値を表示
  Serial.print("micros = "); //シリアルモニタに文字列表示
  Serial.println(time_mic);  //シリアルモニタにmicros()の戻り値を表示

  delay(1000);               //1000ms止める
}

時間を返す関数サンプルスケッチ実行結果

「ツール」　⇒　「シリアルモニタ」　で確認できます。

下図がシリアルモニタの実行結果。

ミリ秒とマイクロ秒で桁が約1000倍異なることがわかりますでしょうか？

時間を止める関数

次に、Arduinoがプログラムを指定した時間だけ止める関数を確認していきます。

この関数は、入門編のスケッチにもよくでてきます。

こちらの関数は２つあります。

お馴染みの関数です。

delay()関数
delayMicroseconds()関数

delay()関数

プログラムを指定した時間だけ止めます。

単位はミリ秒単です。

delay(値)
値：単位ミリ秒、unsigned long型
戻り値：なし

使い方例
100ms（0.1秒）プログラムを止める。
delay(100);

入門編のスケッチの中によく出てきますよね。

注意点
delay()実行中はセンサの読み取り、ピンの状態変更などの処理はできません。

delayMicroseconds()関数

こちらもプログラムを指定した時間だけ止めます。

単位はマイクロ秒単です。

delayMicroseconds(値)
値：単位マイクロ秒、unsigned int型
戻り値：なし

使い方例
100マイクロ秒プログラムを止める。
delayMicroseconds(100);

学習で遊んでいる分には、delay()関数を使うことが多いでしょうか。

注意点
delayMicroseconds()実行中はセンサの読み取り、ピンの状態変更などの処理はできません。

時間を止める関数サンプルスケッチ

サンプルスケッチがこちら。

シリアルモニタに”.”を表示させてdelay()とdelayMicroseconds()の違いを体感できるようにしてみました。

1000msごとに”.”を10回表示、1000us毎に”.”を10回表示の比較になります。

1000us毎は早すぎて一瞬ですので違いがわかります。

時間を変えて遊んでみてください。

//番外編 16　時間に関する関数
//サンプルスケッチ２　時間を止める関数 サンプルスケッチ
//https://omoroya.com/

unsigned long time_mil = 1000; //1000ms（1s）変数定義
unsigned int  time_mic = 1000; //1000μs（1ms）変数定義

void setup() {
  Serial.begin(9600); //シリアル通信のデータ転送レートを9600bpsで指定
}

void loop() {
  
  Serial.println("delay start");   //シリアルモニタに文字列表示
  for(int i=0; i<10; i++){         //for文内を10回繰り返す
    delay(time_mil);               //1000ms止める
    Serial.print(".");             //シリアルモニタに.を表示
  }
  Serial.println("\ndelay end");   //シリアルモニタに文字列表示
  
  Serial.println("\ndelayMicro start"); //シリアルモニタに文字列表示
  for(int i=0; i<10; i++){            //for文内を10回繰り返す
    delayMicroseconds(time_mic);      //1000μs止める
    Serial.print(".");                //シリアルモニタに.を表示。
  }
  Serial.println("\ndelayMicro end\n"); //シリアルモニタに文字列表示
  
}