实验设备是一块 Arduino Uno 16M （是那种没有品牌的兼容版）,示波器是 Teledyne Lecory Wave Runner 606Zi 600Mhz 20GS/s。
第一个实验：只使用DigitalWrite 能制造出来的最大频率是多少？
首先试试最通用的 digitalWrite 的方法不断在高低之间反转
const int PinA = 13;
void setup() {
pinMode(PinA, OUTPUT);
digitalWrite(PinA,LOW);
}
void loop() {
digitalWrite(PinA,HIGH);
digitalWrite(PinA,LOW);
digitalWrite(PinA,HIGH);
digitalWrite(PinA,LOW);
digitalWrite(PinA,HIGH);
digitalWrite(PinA,LOW);
delay(500);
}
使用示波器抓图如下（下面的所有介绍都是具体解说在上，抓取波形在下）：
我们设置的Delay 是500ms, 然后示波器的水平方向每一格也是500ms，垂直方向是电压，当前选择每格2V，因此看起来差不多是5v左右，符合预期。
我选择了了Stop功能，放大波形进行查看。可以看到，最上面波形中黄色竖线实际上是一组波形，就是对应我们的拉高拉低。
示波器有测量功能，直接调用该功能进行测试：可以看到幅度是4.946V，示波器还标记出来具体的测试方法，这在测量一些不是那么“规整”的波形时非常有用。
再用示波器自动测量一下频率：是100kHz。
可以在菜单中选择测试的具体方法（比如，测试频率通用的方法是波形上升沿50%的位置）
再测量周期（其实给出来了频率，周期是可以直接换算出来的）
结论：如果我们用 DigitalWrite拼命上下拉，最高是可以输出100Khz频率的。
之后，我们再试试使用PortB赋值直接拉出来的频率是多少？关于 PortB 指令可以在【参考1】看到。
const int PinA = 13;
void setup() {
pinMode(PinA, OUTPUT);
digitalWrite(PinA,LOW);
}
void loop() {
PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH);
PORTB = B000000; //digitalWrite(PinA,LOW);
PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH);
PORTB = B000000; //digitalWrite(PinA,LOW);
PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH);
PORTB = B000000; //digitalWrite(PinA,LOW);
delay(500);
}
看起来下面波形感觉畸变比较严重（这里：解释一下，前面图看起来平滑的原因是采样时间导致的。比如，我的示波器单位时间可以采样500个点，如果我采样1s，放大之后，在1ms范围内只有5个点。如果我直接采样1ms，那么会有500个点来描绘波形，看起来自然“平滑”得多）
测试幅度，会达到5.248v
同样，使用自带功能测试频率：惊人的 7.99590Mhz
因为一个周期里面实际上是有两条指令的（拉上拉下），已经非常接近主芯片的16Mhz了。
根据上面的结果引申的问题：如何同时拉高两个Port？
首先我们尝试一下 DigitalWrite的方法
const int PinA = 13;
const int PinB = 8;
void setup() {
pinMode(PinA, OUTPUT);
digitalWrite(PinA,LOW);
pinMode(PinB, OUTPUT);
digitalWrite(PinB,LOW);
}
void loop() {
digitalWrite(PinA,HIGH);
digitalWrite(PinB,HIGH);
digitalWrite(PinA,LOW);
digitalWrite(PinB,LOW);
delay(500);
}
下图可以看到，注意我设置两个信号起始电压不同，为了观测方便，所以会一个上一个下
放大之后查看
为了方便观看，我设置他们电压起点相同，可以看出他们差不多有1个水平格子的差别（5us）。对于这个差异可以在【参考2】初步了解一下。
再尝试PortB 直接赋值的方法
const int PinA = 13;
const int PinB = 8;
void setup() {
pinMode(PinA, OUTPUT);
digitalWrite(PinA,LOW);
pinMode(PinB, OUTPUT);
digitalWrite(PinB,LOW);
}
void loop() {
PORTB = B100001; //digitalWrite(PinA,HIGH); digitalWrite(PinB,HIGH);
PORTB = B000000; //digitalWrite(PinA,LOW); digitalWrite(PinB,LOW);
delay(500);
}
结果上可以看作是同时发出的
再放大查看，纠缠在一起，，波形上的细微差别可能是外围电路导致的。
补记：为了比对，额外实验 DFrobot 的 RomeoBLEV1.0 的板子为了看得清楚，修改程序如下，去掉了 delay
const int PinA = 13;
void setup() {
pinMode(PinA, OUTPUT);
digitalWrite(PinA,LOW);
}
void loop() {
PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH);
PORTB = B000000; //digitalWrite(PinA,LOW);
PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH);
PORTB = B000000; //digitalWrite(PinA,LOW);
PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH);
PORTB = B000000; //digitalWrite(PinA,LOW);
}
先看大范围的，每组3次上升，每组之间的间隔是void loop() { } 中的代码导致的
振幅上和之前的板子差不多 5.13v左右，实际多测试几次也会出现 5.2v。看起来由品牌的板子和无品牌的板子在这方便没有差别。
参考：
1.关于Port x的说明https://www.arduino.cc/en/Reference/PortManipulation
PORTD maps to Arduino digital pins 0 to 7
DDRD - The Port D Data Direction Register - read/write
PORTD - The Port D Data Register - read/write
PIND - The Port D Input Pins Register - read only
PORTB maps to Arduino digital pins 8 to 13 The two high bits (6 & 7) map to the crystal pins and are not usable
DDRB - The Port B Data Direction Register - read/write
PORTB - The Port B Data Register - read/write
PINB - The Port B Input Pins Register - read only
PORTC maps to Arduino analog pins 0 to 5. Pins 6 & 7 are only accessible on the Arduino Mini
DDRC - The Port C Data Direction Register - read/write
PORTC - The Port C Data Register - read/write
PINC - The Port C Input Pins Register - read only
同样，这篇文章中提到了如何同时拉Pin 的方法
Sometimes you might need to set multiple output pins at exactly the same time. Calling digitalWrite(10,HIGH); followed by digitalWrite(11,HIGH); will cause pin 10 to go HIGH several microseconds before pin 11, which may confuse certain time-sensitive external digital circuits you have hooked up. Alternatively, you could set both pins high at exactly the same moment in time using PORTB |= B1100;
2. Arduino 代码机制 http://blog.csdn.net/pinbodexiaozhu/article/details/42641273