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khoih-prog / NRF52_MBED_TimerInterrupt

This library enables you to use Interrupt from Hardware Timers on an NRF52-based board using mbed-RTOS such as Nano-33-BLE. These nRF52 Hardware Timers, using Interrupt, still work even if other functions are blocking. Moreover, they are much more precise (certainly depending on clock frequency accuracy) than other software timers using millis() or micros(). That's mandatory if you need to measure some data requiring better accuracy. It now supports 16 ISR-based Timers, while consuming only 1 Hardware Timer. Timers' interval is very long (ulong millisecs). The most important feature is they're ISR-based Timers. Therefore, their executions are not blocked by bad-behaving functions or tasks. This important feature is absolutely necessary for mission-critical tasks.
MIT License
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Nano 33 BLE will not run library examples using NRF_TIMER_1 #6

Closed cattledogGH closed 3 years ago

cattledogGH commented 3 years ago

Arduino IDE 1.8.15 mbed nano 2.4.1 core Board selection "Arduino Nano 33" NRF52_MBED_TimerInterrupt v1.2.1

Library example files (e.g. Argument_None) run as expected with the use of Timer3 and Timer4. Most of the example programs are written for these two timers,

The library states

Depending on the board, you can select NRF52 Hardware Timer from NRF_TIMER_1,NRF_TIMER_3,NRF_TIMER_4 (1,3 and 4) //If you select the already-used NRF_TIMER_0 or NRF_TIMER_2, it'll be auto modified to use NRF_TIMER_1

In library example Argument_None, if either Timer3 or Timer4 is changed to Timer1, the led will not flash and the timer count does not increment.

Is there an issue with the implementation of Timer1 on the Nano33 Ble?

/****************************************************************************************************************************
  Argument_None.ino
  For NRF52 boards using mbed-RTOS such as Nano-33-BLE
  Written by Khoi Hoang

  Built by Khoi Hoang https://github.com/khoih-prog/NRF52_MBED_TimerInterrupt
  Licensed under MIT license

  Now even you use all these new 16 ISR-based timers,with their maximum interval practically unlimited (limited only by
  unsigned long miliseconds), you just consume only one NRF52 timer and avoid conflicting with other cores' tasks.
  The accuracy is nearly perfect compared to software timers. The most important feature is they're ISR-based timers
  Therefore, their executions are not blocked by bad-behaving functions / tasks.
  This important feature is absolutely necessary for mission-critical tasks.

  Based on SimpleTimer - A timer library for Arduino.
  Author: mromani@ottotecnica.com
  Copyright (c) 2010 OTTOTECNICA Italy

  Based on BlynkTimer.h
  Author: Volodymyr Shymanskyy

  Version: 1.2.1

  Version Modified By   Date      Comments
  ------- -----------  ---------- -----------
  1.0.1   K Hoang      22/11/2020 Initial coding and sync with NRF52_TimerInterrupt
  1.0.2   K Hoang      23/11/2020 Add and optimize examples
  1.1.1   K.Hoang      06/12/2020 Add Change_Interval example. Bump up version to sync with other TimerInterrupt Libraries
  1.2.0   K.Hoang      11/01/2021 Add better debug feature. Optimize code and examples to reduce RAM usage
  1.2.1   K.Hoang      04/05/2021 Add mbed_nano to list of compatible architectures
*****************************************************************************************************************************/

/*
   Notes:
   Special design is necessary to share data between interrupt code and the rest of your program.
   Variables usually need to be "volatile" types. Volatile tells the compiler to avoid optimizations that assume
   variable can not spontaneously change. Because your function may change variables while your program is using them,
   the compiler needs this hint. But volatile alone is often not enough.
   When accessing shared variables, usually interrupts must be disabled. Even with volatile,
   if the interrupt changes a multi-byte variable between a sequence of instructions, it can be read incorrectly.
   If your data is multiple variables, such as an array and a count, usually interrupts need to be disabled
   or the entire sequence of your code which accesses the data.
*/

#if !( ARDUINO_ARCH_NRF52840 && TARGET_NAME == ARDUINO_NANO33BLE )
  #error This code is designed to run on nRF52-based Nano-33-BLE boards using mbed-RTOS platform! Please check your Tools->Board setting.
#endif

// These define's must be placed at the beginning before #include "NRF52TimerInterrupt.h"
// _TIMERINTERRUPT_LOGLEVEL_ from 0 to 4
// Don't define _TIMERINTERRUPT_LOGLEVEL_ > 0. Only for special ISR debugging only. Can hang the system.
// For Nano33-BLE, don't use Serial.print() in ISR as system will definitely hang.
#define TIMER_INTERRUPT_DEBUG         1
#define _TIMERINTERRUPT_LOGLEVEL_     0

#include "NRF52_MBED_TimerInterrupt.h"

//#ifndef LED_BUILTIN
//  #define LED_BUILTIN         D13
//#endif

#ifndef LED_BLUE_PIN
  #define LED_BLUE_PIN          D7
#endif

#ifndef LED_RED_PIN
  #define LED_RED_PIN           D8
#endif

#define TIMER0_INTERVAL_MS        500   //1000
#define TIMER1_INTERVAL_MS        2000

volatile uint32_t Timer0Count = 0;
volatile uint32_t Timer1Count = 0;

// Depending on the board, you can select NRF52 Hardware Timer from NRF_TIMER_1,NRF_TIMER_3,NRF_TIMER_4 (1,3 and 4)
// If you select the already-used NRF_TIMER_0 or NRF_TIMER_2, it'll be auto modified to use NRF_TIMER_1

// Init NRF52 timer NRF_TIMER1
//NRF52_MBED_Timer ITimer0(NRF_TIMER_4);
NRF52_MBED_Timer ITimer0(NRF_TIMER_1);

// Init NRF52 timer NRF_TIMER3
NRF52_MBED_Timer ITimer1(NRF_TIMER_3);
//NRF52_MBED_Timer ITimer1(NRF_TIMER_1);

void printResult(uint32_t currTime)
{
  Serial.print(F("Time = ")); Serial.print(currTime); 
  Serial.print(F(", Timer0Count = ")); Serial.print(Timer0Count);
  Serial.print(F(", Timer1Count = ")); Serial.println(Timer1Count);
}

void TimerHandler0()
{
  static bool toggle0 = false;

  // Flag for checking to be sure ISR is working as SErial.print is not OK here in ISR
  Timer0Count++;

  //timer interrupt toggles pin LED_BUILTIN
  digitalWrite(LED_BUILTIN, toggle0);
  toggle0 = !toggle0;
}

void TimerHandler1()
{
  static bool toggle1 = false;

  // Flag for checking to be sure ISR is working as Serial.print is not OK here in ISR
  Timer1Count++;

  //timer interrupt toggles outputPin
  digitalWrite(LED_BLUE_PIN, toggle1);
  toggle1 = !toggle1;
}

void setup()
{
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  pinMode(LED_BLUE_PIN, OUTPUT);

  Serial.begin(115200);
  while (!Serial);

  delay(100);

  Serial.print(F("\nStarting Argument_None on ")); Serial.println(BOARD_NAME);
  Serial.println(NRF52_MBED_TIMER_INTERRUPT_VERSION);

  // Interval in microsecs
  if (ITimer0.attachInterruptInterval(TIMER0_INTERVAL_MS * 1000, TimerHandler0))
  {
    Serial.print(F("Starting ITimer0 OK, millis() = ")); Serial.println(millis());
  }
  else
    Serial.println(F("Can't set ITimer0. Select another freq. or timer"));

  // Interval in microsecs
  if (ITimer1.attachInterruptInterval(TIMER1_INTERVAL_MS * 1000, TimerHandler1))
  {
    Serial.print(F("Starting  ITimer1 OK, millis() = ")); Serial.println(millis());
  }
  else
    Serial.println(F("Can't set ITimer1. Select another freq. or timer"));
}

#define CHECK_INTERVAL_MS     10000L

void loop()
{
  static uint32_t lastTime = 0;
  static uint32_t currTime;

  currTime = millis();

  if (currTime - lastTime > CHECK_INTERVAL_MS)
  {
    printResult(currTime);
    lastTime = currTime;
  }
}
khoih-prog commented 3 years ago

Hi @cattledogGH

I confirm that NRF_TIMER_1 is not working, at least with this library.

Will spend time later to investigate why and update. It's possible NRF_TIMER_1 has been used for some other tasks.

If so, we have only NRF_TIMER_3 and NRF_TIMER_4 to use, and it's better to use this library to not wasting the precious HW Timers.

khoih-prog commented 3 years ago

I'm testing now using the old pre-v2.0.0 Mbed core and NRF_TIMER_1 is OK back again.

Starting from core mbed_nano core v2.0.0+, NRF_TIMER_1 stops working ;={

It seems that Arduino new core (from v2.0.0+) somehow messed up NRF_TIMER_1 making it not usable.

Hereafter is the debug output running ISR_16_Timers_Array_Complex, using NRF_TIMER_1 with Arduino mbed core v1.3.2

Starting ISR_16_Timers_Array_Complex on Nano 33 BLE
NRF52_MBED_TimerInterrupt v1.2.1
[TISR] NRF52_MBED_TimerInterrupt: Timer = NRF_TIMER1   <========== using NRF_TIMER1 here
[TISR] Frequency = 1000000.00 , _count = 10000
Starting ITimer OK, millis() = 1008
SimpleTimer : 2, ms : 4008, Dms : 3000
Timer : 0, programmed : 5000, actual : 0
Timer : 1, programmed : 10000, actual : 0
Timer : 2, programmed : 15000, actual : 0
Timer : 3, programmed : 20000, actual : 0
Timer : 4, programmed : 25000, actual : 0
Timer : 5, programmed : 30000, actual : 0
Timer : 6, programmed : 35000, actual : 0
Timer : 7, programmed : 40000, actual : 0
Timer : 8, programmed : 45000, actual : 0
Timer : 9, programmed : 50000, actual : 0
Timer : 10, programmed : 55000, actual : 0
Timer : 11, programmed : 60000, actual : 0
Timer : 12, programmed : 65000, actual : 0
Timer : 13, programmed : 70000, actual : 0
Timer : 14, programmed : 75000, actual : 0
Timer : 15, programmed : 80000, actual : 0
SimpleTimer : 2, ms : 7020, Dms : 3012
Timer : 0, programmed : 5000, actual : 5001
Timer : 1, programmed : 10000, actual : 0
Timer : 2, programmed : 15000, actual : 0
Timer : 3, programmed : 20000, actual : 0
Timer : 4, programmed : 25000, actual : 0
Timer : 5, programmed : 30000, actual : 0
Timer : 6, programmed : 35000, actual : 0
Timer : 7, programmed : 40000, actual : 0
Timer : 8, programmed : 45000, actual : 0
Timer : 9, programmed : 50000, actual : 0
Timer : 10, programmed : 55000, actual : 0
Timer : 11, programmed : 60000, actual : 0
Timer : 12, programmed : 65000, actual : 0
Timer : 13, programmed : 70000, actual : 0
Timer : 14, programmed : 75000, actual : 0
Timer : 15, programmed : 80000, actual : 0
SimpleTimer : 2, ms : 10032, Dms : 3012
Timer : 0, programmed : 5000, actual : 5001
Timer : 1, programmed : 10000, actual : 0
Timer : 2, programmed : 15000, actual : 0
Timer : 3, programmed : 20000, actual : 0
Timer : 4, programmed : 25000, actual : 0
Timer : 5, programmed : 30000, actual : 0
Timer : 6, programmed : 35000, actual : 0
Timer : 7, programmed : 40000, actual : 0
Timer : 8, programmed : 45000, actual : 0
Timer : 9, programmed : 50000, actual : 0
Timer : 10, programmed : 55000, actual : 0
Timer : 11, programmed : 60000, actual : 0
Timer : 12, programmed : 65000, actual : 0
Timer : 13, programmed : 70000, actual : 0
Timer : 14, programmed : 75000, actual : 0
Timer : 15, programmed : 80000, actual : 0
SimpleTimer : 2, ms : 13044, Dms : 3012
Timer : 0, programmed : 5000, actual : 5003
Timer : 1, programmed : 10000, actual : 10004
Timer : 2, programmed : 15000, actual : 0
Timer : 3, programmed : 20000, actual : 0
Timer : 4, programmed : 25000, actual : 0
Timer : 5, programmed : 30000, actual : 0
Timer : 6, programmed : 35000, actual : 0
Timer : 7, programmed : 40000, actual : 0
Timer : 8, programmed : 45000, actual : 0
Timer : 9, programmed : 50000, actual : 0
Timer : 10, programmed : 55000, actual : 0
Timer : 11, programmed : 60000, actual : 0
Timer : 12, programmed : 65000, actual : 0
Timer : 13, programmed : 70000, actual : 0
Timer : 14, programmed : 75000, actual : 0
Timer : 15, programmed : 80000, actual : 0
SimpleTimer : 2, ms : 16056, Dms : 3012
Timer : 0, programmed : 5000, actual : 5004
Timer : 1, programmed : 10000, actual : 10004
Timer : 2, programmed : 15000, actual : 15008
Timer : 3, programmed : 20000, actual : 0
Timer : 4, programmed : 25000, actual : 0
Timer : 5, programmed : 30000, actual : 0
Timer : 6, programmed : 35000, actual : 0
Timer : 7, programmed : 40000, actual : 0
Timer : 8, programmed : 45000, actual : 0
Timer : 9, programmed : 50000, actual : 0
Timer : 10, programmed : 55000, actual : 0
Timer : 11, programmed : 60000, actual : 0
Timer : 12, programmed : 65000, actual : 0
Timer : 13, programmed : 70000, actual : 0
Timer : 14, programmed : 75000, actual : 0
Timer : 15, programmed : 80000, actual : 0
SimpleTimer : 2, ms : 19067, Dms : 3011
Timer : 0, programmed : 5000, actual : 5004
Timer : 1, programmed : 10000, actual : 10004
Timer : 2, programmed : 15000, actual : 15008
Timer : 3, programmed : 20000, actual : 0
Timer : 4, programmed : 25000, actual : 0
Timer : 5, programmed : 30000, actual : 0
Timer : 6, programmed : 35000, actual : 0
Timer : 7, programmed : 40000, actual : 0
Timer : 8, programmed : 45000, actual : 0
Timer : 9, programmed : 50000, actual : 0
Timer : 10, programmed : 55000, actual : 0
Timer : 11, programmed : 60000, actual : 0
Timer : 12, programmed : 65000, actual : 0
Timer : 13, programmed : 70000, actual : 0
Timer : 14, programmed : 75000, actual : 0
Timer : 15, programmed : 80000, actual : 0
SimpleTimer : 2, ms : 22079, Dms : 3012
Timer : 0, programmed : 5000, actual : 4993
Timer : 1, programmed : 10000, actual : 9997
Timer : 2, programmed : 15000, actual : 15008
Timer : 3, programmed : 20000, actual : 20001
Timer : 4, programmed : 25000, actual : 0
Timer : 5, programmed : 30000, actual : 0
Timer : 6, programmed : 35000, actual : 0
Timer : 7, programmed : 40000, actual : 0
Timer : 8, programmed : 45000, actual : 0
Timer : 9, programmed : 50000, actual : 0
Timer : 10, programmed : 55000, actual : 0
Timer : 11, programmed : 60000, actual : 0
Timer : 12, programmed : 65000, actual : 0
Timer : 13, programmed : 70000, actual : 0
Timer : 14, programmed : 75000, actual : 0
Timer : 15, programmed : 80000, actual : 0
SimpleTimer : 2, ms : 25090, Dms : 3011
Timer : 0, programmed : 5000, actual : 4993
Timer : 1, programmed : 10000, actual : 9997
Timer : 2, programmed : 15000, actual : 15008
Timer : 3, programmed : 20000, actual : 20001
Timer : 4, programmed : 25000, actual : 0
Timer : 5, programmed : 30000, actual : 0
Timer : 6, programmed : 35000, actual : 0
Timer : 7, programmed : 40000, actual : 0
Timer : 8, programmed : 45000, actual : 0
Timer : 9, programmed : 50000, actual : 0
Timer : 10, programmed : 55000, actual : 0
Timer : 11, programmed : 60000, actual : 0
Timer : 12, programmed : 65000, actual : 0
Timer : 13, programmed : 70000, actual : 0
Timer : 14, programmed : 75000, actual : 0
Timer : 15, programmed : 80000, actual : 0
SimpleTimer : 2, ms : 28101, Dms : 3011
Timer : 0, programmed : 5000, actual : 5005
Timer : 1, programmed : 10000, actual : 9997
Timer : 2, programmed : 15000, actual : 15008
Timer : 3, programmed : 20000, actual : 20001
Timer : 4, programmed : 25000, actual : 25006
Timer : 5, programmed : 30000, actual : 0
Timer : 6, programmed : 35000, actual : 0
Timer : 7, programmed : 40000, actual : 0
Timer : 8, programmed : 45000, actual : 0
Timer : 9, programmed : 50000, actual : 0
Timer : 10, programmed : 55000, actual : 0
Timer : 11, programmed : 60000, actual : 0
Timer : 12, programmed : 65000, actual : 0
Timer : 13, programmed : 70000, actual : 0
Timer : 14, programmed : 75000, actual : 0
Timer : 15, programmed : 80000, actual : 0
SimpleTimer : 2, ms : 31113, Dms : 3012
Timer : 0, programmed : 5000, actual : 4994
Timer : 1, programmed : 10000, actual : 9999
Timer : 2, programmed : 15000, actual : 14992
Timer : 3, programmed : 20000, actual : 20001
Timer : 4, programmed : 25000, actual : 25006
Timer : 5, programmed : 30000, actual : 30001
Timer : 6, programmed : 35000, actual : 0
Timer : 7, programmed : 40000, actual : 0
Timer : 8, programmed : 45000, actual : 0
Timer : 9, programmed : 50000, actual : 0
Timer : 10, programmed : 55000, actual : 0
Timer : 11, programmed : 60000, actual : 0
Timer : 12, programmed : 65000, actual : 0
Timer : 13, programmed : 70000, actual : 0
Timer : 14, programmed : 75000, actual : 0
Timer : 15, programmed : 80000, actual : 0
SimpleTimer : 2, ms : 34125, Dms : 3012
Timer : 0, programmed : 5000, actual : 4994
Timer : 1, programmed : 10000, actual : 9999
Timer : 2, programmed : 15000, actual : 14992
Timer : 3, programmed : 20000, actual : 20001
Timer : 4, programmed : 25000, actual : 25006
Timer : 5, programmed : 30000, actual : 30001
Timer : 6, programmed : 35000, actual : 0
Timer : 7, programmed : 40000, actual : 0
Timer : 8, programmed : 45000, actual : 0
Timer : 9, programmed : 50000, actual : 0
Timer : 10, programmed : 55000, actual : 0
Timer : 11, programmed : 60000, actual : 0
Timer : 12, programmed : 65000, actual : 0
Timer : 13, programmed : 70000, actual : 0
Timer : 14, programmed : 75000, actual : 0
Timer : 15, programmed : 80000, actual : 0
SimpleTimer : 2, ms : 37137, Dms : 3012
Timer : 0, programmed : 5000, actual : 5005
Timer : 1, programmed : 10000, actual : 9999
Timer : 2, programmed : 15000, actual : 14992
Timer : 3, programmed : 20000, actual : 20001
Timer : 4, programmed : 25000, actual : 25006
Timer : 5, programmed : 30000, actual : 30001
Timer : 6, programmed : 35000, actual : 35005
Timer : 7, programmed : 40000, actual : 0
Timer : 8, programmed : 45000, actual : 0
Timer : 9, programmed : 50000, actual : 0
Timer : 10, programmed : 55000, actual : 0
Timer : 11, programmed : 60000, actual : 0
Timer : 12, programmed : 65000, actual : 0
Timer : 13, programmed : 70000, actual : 0
Timer : 14, programmed : 75000, actual : 0
Timer : 15, programmed : 80000, actual : 0
SimpleTimer : 2, ms : 40149, Dms : 3012
Timer : 0, programmed : 5000, actual : 5005
Timer : 1, programmed : 10000, actual : 9999
Timer : 2, programmed : 15000, actual : 14992
Timer : 3, programmed : 20000, actual : 20001
Timer : 4, programmed : 25000, actual : 25006
Timer : 5, programmed : 30000, actual : 30001
Timer : 6, programmed : 35000, actual : 35005
Timer : 7, programmed : 40000, actual : 0
Timer : 8, programmed : 45000, actual : 0
Timer : 9, programmed : 50000, actual : 0
Timer : 10, programmed : 55000, actual : 0
Timer : 11, programmed : 60000, actual : 0
Timer : 12, programmed : 65000, actual : 0
Timer : 13, programmed : 70000, actual : 0
Timer : 14, programmed : 75000, actual : 0
Timer : 15, programmed : 80000, actual : 0
SimpleTimer : 2, ms : 43161, Dms : 3012
Timer : 0, programmed : 5000, actual : 5004
Timer : 1, programmed : 10000, actual : 10009
Timer : 2, programmed : 15000, actual : 14992
Timer : 3, programmed : 20000, actual : 20008
Timer : 4, programmed : 25000, actual : 25006
Timer : 5, programmed : 30000, actual : 30001
Timer : 6, programmed : 35000, actual : 35005
Timer : 7, programmed : 40000, actual : 40009
Timer : 8, programmed : 45000, actual : 0
Timer : 9, programmed : 50000, actual : 0
Timer : 10, programmed : 55000, actual : 0
Timer : 11, programmed : 60000, actual : 0
Timer : 12, programmed : 65000, actual : 0
Timer : 13, programmed : 70000, actual : 0
Timer : 14, programmed : 75000, actual : 0
Timer : 15, programmed : 80000, actual : 0
SimpleTimer : 2, ms : 46172, Dms : 3011
Timer : 0, programmed : 5000, actual : 4992
Timer : 1, programmed : 10000, actual : 10009
Timer : 2, programmed : 15000, actual : 15001
Timer : 3, programmed : 20000, actual : 20008
Timer : 4, programmed : 25000, actual : 25006
Timer : 5, programmed : 30000, actual : 30001
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Timer : 7, programmed : 40000, actual : 39997
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Timer : 9, programmed : 50000, actual : 50003
Timer : 10, programmed : 55000, actual : 55006
Timer : 11, programmed : 60000, actual : 60001
Timer : 12, programmed : 65000, actual : 65008
Timer : 13, programmed : 70000, actual : 70004
Timer : 14, programmed : 75000, actual : 75000
Timer : 15, programmed : 80000, actual : 80006

You can see similar new core issue with Nano_RP2040_Connect,

  1. RP2040 Connect board has faulty components in newest purchase #318
  2. WiFiManager_NINA_Lite library does not work on my Nano RP2040 Connect

only by using ArduinoCore-mbed core v2.4.1.

I'd appreciate if you can help by posting an issue on ArduinoCore-mbed core issues as I'm currently so busy creating / porting libraries to Portenta_H7.

Thanks and Regards,

khoih-prog commented 3 years ago

Hi,

I've modified and published a new NRF52_MBED_TimerInterrupt releases v1.3.0 to fix the NRF_TIMER_1 issue by temporarily not using it to avoid any issue for users.

NRF_TIMER_1 will be introduced back whenever the ArduinoCore-mbed mbed_nano core has the fix, which we don't know when.

Your contribution has been noted in Contributions and Thanks

As this currently is not the issue cause by this library, I'm closing it now.

Releases v1.3.0

  1. Don't use NRF_TIMER_1 because of ArduinoCore-mbed mbed_nano core v2.0.0+
  2. Force to use NRF_TIMER_3 if select NRF_TIMER_0, NRF_TIMER_1 or NRF_TIMER_2
  3. Check Nano 33 BLE will not run library examples using NRF_TIMER_1 #6
cattledogGH commented 3 years ago

Issue logged against the mbed nano core.

Core 1.3.2 > 2.0.0 broke ability to use NRF_TIMER_1 #320