Процедура изменения частоты Нано или аналогичной

Вы могли бы использовать внутренний таймер.

Вы используете прерывания, и вы, вероятно, знаете, что обработка прерываний неизбежно вызывает некоторое дрожание. Таким образом, если вы не возражаете против дополнительного одиночного цикла дрожания процессора, вы можете перенастроить таймер для каждого прерывания, чтобы контролировать средний период прерывания.

Вот как я бы это сделал, если бы таймер 1 работал в обычном режиме (режим CTC потребовал бы дополнительной операции):

// Период прерывания в единицах 1/2^16 циклов процессора.
// Для 2,4 кГц это 16000/2,4*65536 = 436906666.666...
uint32_t interrupt_period = 436906667;

ISR(TIMER1_COMPA_vect) {
    // Обновите таймер для следующего прерывания.
    static uint32_t accumulator;
    accumulator += interrupt_period;
    OCR1A = accumulator >> 16;

    // Периодическая задача находится здесь...
}

void setup() {
    // Настройка таймера 1.
    TCCR1A = 0;            // нормальный режим
    TCCR1B = _BV(CS10);    // clock @ F_CPU
    TIMSK1 = _BV(OCIE1A);  // включить прерывание COMPA
}

void loop(){}

Здесь аккумулятор является 32-разрядным расширением выходного регистра сравнения таймера. Верхние 16 бит копируются в фактический таймер регистр, в то время как младшие 16 бит гарантируют, что накопленная ошибка никогда не превысит одного цикла.

Этот способ обновления таймера должен занимать всего около 2 мкс на прерывание. Это операция с постоянным временем, поэтому она не добавляет дополнительных дрожание для вашей задачи, кроме одного цикла дрожания, вызванного округлением до следующего края тактовой частоты процессора.

Однако есть несколько предостережений:

1. Это может работать только на Arduino с тактовой частотой кристалла (например, микро). Те, которые отключены от керамического резонатора (Uno...), будут слишком нестабильны по частоте, чтобы соответствовать вашим требованиям 10 ppm.
2. Даже если кристалл более чем достаточно стабилен, чтобы соответствовать вашим требованиям, он вряд ли будет достаточно точным. Затем вам нужно будет откалибровать его, например, путем вывода ШИМ-сигнала (analogWrite()) в измеритель частоты. Затем отрегулируйте переменную interrupt_period в соответствии с измеренной тактовой частотой.

ОБНОВЛЕНИЕ: Я добавил конфигурацию таймера в код, и вот объяснение того, как работает этот код.

Думайте о таймере как о цифровом будильнике. Он измеряет время в единицах циклов процессора вместо часов и минут. Это перекатывается через каждую 2¹⁶ циклов вместо каждых 1440 минут. Но в остальном это обычный будильник. У него есть два будильника под названием “COMPA” и “COMPB”, но вам нужен только один. Для выполнения периодической задачи вы включаете будильник и каждый раз, когда он звонит, вы увеличиваете время будильника на необходимый период. То есть вы устанавливаете:

новое время будильника = предыдущее время будильника + период выполнения задачи

Обратите внимание, что сложение должно быть рассчитано по модулю периода переключения ваших часов : 1440 минут для обычного будильника, 2¹⁶ циклов для таймера. К счастью, арифметика для чисел без знака делает это автоматически.

Теперь предположим, что период выполнения задачи составляет 43 минуты и 35 секунд, но сигнал тревоги может быть установлен только с разрешением в одну минуту. Что вы можете сделать, так это вычислить “идеальное” время будильника на бумаге (это переменная аккумулятора) и сократить его до разрешения часов при установке будильника. Если вы начнете в 00:00:00, вы вычислите следующее идеальное время 00:43:35 и установите будильник на 00:43. Когда он звонит, вы добавляете период к ранее вычисленному времени, вы получаете 01:27:10, и вы устанавливаете будильник на 01:27. И т. Д. Вот список времени срабатывания будильника, рассчитанного и фактически установленного на часах:

computed  set
───────────────
00:00:00  00:00
00:43:35  00:43
01:27:10  01:27
02:10:45  02:10
...

Обратите внимание, что, несмотря на то, что ограниченное разрешение настройки будильника создает некоторое дрожание, средний период выполнения задачи по-прежнему точно 43 минуты и 35 секунд.

Код, который я написал выше, делает точно то же самое. “Идеальное” время срабатывания будильника вычисляется как дробное число циклов процессора, записанное в двоичной фиксированной точке, с 16 битами на каждой стороне точки основания. В шестнадцатеричном коде это 1A0A.Циклы процессора AAAB. Вычисленное время срабатывания кратно этому периоду, в то время как время, фактически записанное в OCR1A, равно целому числу:

computed   set
───────────────
1A0A.AAAB  1A0A
3415.5556  3415
4E20.0001  4E20
682A.AAAC  682A
...