Можно ли сгенерировать точный тактовый импульс 15 кГц с помощью ардуино?

Да, ты можешь. Что-то вроде...

Задержка 66,6 мкс означает одну задержку 66 мкс, а затем две задержки 67 мкс. Вы можете сохранить замкнутый цикл, который вычисляет micros (), деленный на 66 и по модулю на 2 для каждой итерации. Это даст вам чередование 1 и 0. Сохраните предыдущее значение, чтобы проверить это значение на предмет изменения и digitalWrite HIGH или LOW.

На данный момент у меня нет средств для тестирования кода, но в (полу-псевдо) коде это будет выглядеть примерно так:

void loop()
{
  int freq=15000;
  float interval = ((float)1000000/(float)freq)/2;//33.333333
  byte state=0;
  byte previousState=0;
  while (1)
  {
    unsigned long currentMicros=micros();
    previousState=state;
    state = (unsigned long)((float)currentMicros / interval) % 2;
    if (state==1 && previousState==0) digitalWrite(9,HIGH);
    if (state==0 && previousState==1) digitalWrite(9,LOW);
  }
}

Этот метод гарантирует, что через одну секунду пройдет ровно 15000 периодов. Однако сроки отдельных периодов могут немного отличаться.

Поскольку библиотека timer1 принимает только целые числа для параметра µs, вы получаете ошибку. Вы можете пропустить использование библиотеки и настроить таймер напрямую. Или вы можете взглянуть на исходный код библиотекии увидеть, что вы можете обойти ограничение, которое она имеет, только вычисляя более точное значение для регистра ICR1.

Посмотрите на cycles = ((F_CPU/100000 * микросекунды) / 20);. Если бы вы вставили в него свои 66.66666мкс вместо 66 мкс, то получили бы 533 вместо 528.

Это значение затем используется для установки частоты ШИМ в строке 213. Таким образом, вам нужно будет перезаписать регистр ICR1 более точным значением.

Ваш окончательный код должен выглядеть следующим образом:

pinMode(9,OUTPUT);
Timer1.initialize(66);
ICR1 = 533;
Timer1.pwm(9,255);

PS возможно, вам придется настроить это значение 533, чтобы получить еще более точную результирующую частоту.

В ответ на комментарий от ОП с просьбой о другом микроконтроллере, который может это сделать, и в дополнение к ответному комментарию Майенко:

SAMD21G, работающий на частоте 48 МГц (как видно на некоторых ардуино), может сделать 15 кГц несколькими способами.

Обратите внимание, что это предполагает, что часы ровно 48 МГц и стабильны, и оба предположения вполне могут быть ошибочными, к сожалению. Это помогает, если часы получены из кристалла; не все Arduino на базе SAMD21G делают это, если таковые имеются. Это возможное отсутствие тактовой точности и стабильности относится ко всем микроконтроллерам.

SAMD21G действительно имеет дробный PLL, и вы, конечно, можете настроить КАЖДЫЙ регистр, так что некоторая тонкая настройка возможна, если у вас есть оборудование для измерения фактической выходной частоты.

Если вы решите использовать один из ардуино на базе SAMD21G: для них существует библиотека PWM (я ее хорошо знаю, как уже писал), которая позволит вам установить делитель тактовых импульсов, прескалер и разрешение, что должно облегчить получение (номинального) 15 кГц. В разделе "дополнительные услуги"есть таблица частот.

Лучший способ сделать выше среднего 15 кГц (или любую другую частоту) - это использовать схему фазового аккумулятора. Тестов IF нет; при каждом тике прерывания вы добавляете шаг к аккумулятору и выводите состояние его MSB. Это может дать невероятное разрешение, и это, вероятно, лучшее, что вы можете сделать. Но хотя средняя частота будет мертвой, дрожание может быть ужасным. Я использую этот метод в своем скетче DaqPort с открытым исходным кодом https://www.daqarta.com/dw_rraa.htm#00ff, который используется DaquinOscope https://www.daqarta.com/dw_rroo.htm и Arduino_Oscillators https://www.daqarta.com/dw_rrss.htm мини-приложения, работающие в Daqarta. Существует также макрос Jitter_Tbl для вычисления джиттера для произвольных частот дискретизации и выходных частот. Хотя этот метод фазового аккумулятора здесь не имеет значения, он также может переходить на исключительно низкие частоты, в диапазон микрогерц, и джиттер там чрезвычайно мал.

Я могу получить в пределах 5 Гц от 15 000, используя тактовую частоту 16 МГц на Nano, Uno или 2560. Вот код...

// RTM_TimerCalc 1.20
// Таймер-1 Mode_14_16Bit_Fast_TOP_is_ICR

TCCR1B = 0x18; // 0001 1000, Отключить часы таймера 
TCCR1A = 0xA2; // 1010 0010

ICR1 = 1067-1;
OCR1A = (int) (ICR1 * 0.25);
OCR1B = (int) (ICR1 * 0.50);
TCNT1=0x0;

// Раскомментируйте следующие строки для контактов UNO-NANO Timer-1 
// pinMode(9, ВЫХОД); // OC1a
// pinMode(10, ВЫХОД); // OC1b

// Раскомментируйте следующие строки для 2560 контактов Timer-1 
// pinMode(11, ВЫХОД); // OC1a
// pinMode(12, ВЫХОД); // OC1b

TCCR1B |= 1; // Prescale=1, Включить таймер

Вот результаты ошибок... СПРОСИТЕ: 15 000 Гц CALC: 14,995.3139643861 Гц СМЕЩЕНИЕ: -4.6860356139 Гц

хтх