轻松打造 Arduino 秒表：按钮触发计时器

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项目简介

在一个趣味项目中需要按键触发的 Arduino 秒表，功能虽简单但代码复用性强，分享出来希望能为他人节省约 1 小时编码时间。

EEPROM 非易失性存储

Arduino 断电不丢失数据的内部存储。使用 #include <EEPROM.h> 库（默认已安装）即可读写。

中断机制

当指定引脚电平变化（如拉高）时，强制 CPU 暂停当前任务执行中断服务程序 (ISR)。无需额外库：

项目代码结构

宏定义与引用

#include <EEPROM.h>
#define interruptPin 2
#define eeAddress 0  // EEPROM 存储地址（float 占 4 字节）
float starttime = 0;
float endtime = 0;
float resulttime = 0, oldresulttime = 0;

引用 EEPROM 库，按钮接引脚 2。UNO 的 ATmega328 提供 1024 字节 EEPROM，选择地址 0 纯属整理习惯。

setup() 初始化

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) { ; } // 等待原生 USB 端口连接
  Serial.println("Serial comms are ready sir!:.. bip bip");
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(interruptPin), refreshTime, CHANGE);
}

初始化串口通信。attachInterrupt 在引脚电平变化时触发 refreshTime，即按下和释放各触发一次。下拉电阻确保静止时引脚保持低电平。

loop() 主循环

void loop() { }

主循环留空，所有逻辑在中断处理，您可在此添加其他业务逻辑。

中断服务函数 refreshTime()

void refreshTime() {
  if (digitalRead(interruptPin)) { // 按下：上升沿
    starttime = millis();
    Serial.print("Start time: ");
    Serial.println(starttime);
  } else if (digitalRead(interruptPin) == LOW) { // 释放：下降沿
    endtime = millis();
    resulttime = endtime - starttime;
    Serial.print("End time: ");
    Serial.println(endtime);
    Serial.print("Result time: ");
    Serial.println(resulttime);
    WhatsNewEeprom(); // 存入 EEPROM
  }
}

检测电平变化方向，记录开始/结束时间并计算差值，最后写入 EEPROM。

EEPROM 写入检查 WhatsNewEeprom()

void WhatsNewEeprom() {
  Serial.println("-----------checking eeprom");
  EEPROM.get(eeAddress, oldresulttime);
  Serial.print("oldresulttime"); Serial.println(oldresulttime);
  Serial.print("resulttime"); Serial.println(resulttime);
  if (resulttime != oldresulttime) {
    EEPROM.put(eeAddress, resulttime);
    Serial.print("-----Ding! New time recorded in eeprom: "); Serial.println(resulttime);
  } else {
    Serial.println("No new time found, eeprom was not disturbed");
  }
}

对比当前值与存储值，仅当不同时更新，避免不必要的写入损耗。

进阶：按钮消抖

人类按键在单片机眼中极慢，会产生高低电平快速跳变（抖动）。可通过软件或硬件消抖：

• 软件消抖：代码延时判断
• 硬件消抖：并联电容（推荐）

我在检测引脚并联 220nF 电容到地，电容“吸收”快速电压变化，有效抑制抖动。

完整代码

arduino chronometer (Arduino)

// coded by Javier Muñoz 23/10/2017
// questions to javimusama@gmail.com
#include <EEPROM.h>
#define interruptPin 2
#define eeAddress 0
float starttime = 0;
float endtime = 0;
float resulttime = 0, oldresulttime = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) { ; }
  Serial.println("Serial comms are ready sir!:.. bip bip");
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(interruptPin), refreshTime, CHANGE);
}

void loop() {
  // 此处可添加其他逻辑
  // EEPROM 中存储的上次测量时间（毫秒）"float resulttime"
}

void refreshTime() {
  if (digitalRead(interruptPin)) {
    starttime = millis();
    Serial.print("Start time: ");
    Serial.println(starttime);
  } else if (digitalRead(interruptPin) == LOW) {
    endtime = millis();
    resulttime = endtime - starttime;
    Serial.print("End time: ");
    Serial.println(endtime);
    Serial.print("Result time: ");
    Serial.println(resulttime);
    WhatsNewEeprom();
  }
}

void WhatsNewEeprom() {
  Serial.println("-----------checking eeprom");
  EEPROM.get(eeAddress, oldresulttime);
  Serial.print("oldresulttime"); Serial.println(oldresulttime);
  Serial.print("resulttime"); Serial.println(resulttime);
  if (resulttime != oldresulttime) {
    EEPROM.put(eeAddress, resulttime);
    Serial.print("-----Ding! New time recorded in eeprom: "); Serial.println(resulttime);
  } else {
    Serial.println("No new time found, eeprom was not disturbed");
  }
}

原理图

按钮配合下拉电阻的简单连接