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AVR定時器的用法要點(diǎn)介紹

作者: 時間:2012-08-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

外部事件發(fā)生的觸發(fā)信號由引腳ICP1 輸入,也可通過模擬比較器單元來實(shí)現(xiàn)。

時間標(biāo)記可用來計算頻率、占空比及信號的其它特征,以及為事件創(chuàng)建日志。

輸入捕捉單元可以工作在多種工作模式下

(使用ICR1定義TOP的(WGM1=12,14,10,8)波形產(chǎn)生模式時,ICP1與輸入捕捉功能脫開,從而輸入捕捉功能被禁用。)

在任何輸入捕捉工作模式下都不推薦在操作過程中改變TOP值

當(dāng)引腳ICP1 上的邏輯電平( 事件) 發(fā)生了變化,或模擬比較器輸出ACO 電平發(fā)生了變化,并且這個電平變化為邊沿檢測器所證實(shí),輸入捕捉即被激發(fā):

16位的TCNT1 數(shù)據(jù)被拷貝到輸入捕捉寄存器ICR1,同時輸入捕捉標(biāo)志位ICF1 置位。

如果此時ICIE1 = 1,輸入捕捉標(biāo)志將產(chǎn)生輸入捕捉中斷。

中斷執(zhí)行時ICF1 自動清零,或者也可通過軟件在其對應(yīng)的I/O 位置寫入邏輯1” 清零。

注意,改變觸發(fā)源有可能造成一次輸入捕捉。因此在改變觸發(fā)源后必須對輸入捕捉標(biāo)志執(zhí)行一次清零操作以避免出現(xiàn)錯誤的結(jié)果

除去使用ICR1定義TOP的波形產(chǎn)生模式外, T/C中的噪聲抑制器與邊沿檢測器總是使能的。

(其實(shí)就是永遠(yuǎn)使能??)

使能噪聲抑制器后,在邊沿檢測器前會加入額外的邏輯電路并引入4個系統(tǒng)時鐘周期的延遲.

噪聲抑制器使用的是系統(tǒng)時鐘,因而不受預(yù)分頻器的影響

使用輸入捕捉中斷時,中斷程序應(yīng)盡可能早的讀取ICR1 寄存器

如果處理器在下一次事件出現(xiàn)之前沒有讀取ICR1 的數(shù)據(jù), ICR1 就會被新值覆蓋,從而無法得到正確的捕捉結(jié)果。

測量外部信號的占空比時要求每次捕捉后都要改變觸發(fā)沿。

因此讀取ICR1 后必須盡快改變敏感的信號邊沿。改變邊沿后,ICF1 必須由軟件清零( 在對應(yīng)的I/O 位置寫1”)。

若僅需測量頻率,且使用了中斷發(fā)生,則不需對ICF1 進(jìn)行軟件清零。

輸出比較單元

16位比較器持續(xù)比較TCNT1與OCR1x的內(nèi)容,一旦發(fā)現(xiàn)它們相等,比較器立即產(chǎn)生一個匹配信號。

然后OCF1x 在下一個時鐘置位。

如果此時OCIE1x = 1, OCF1x 置位將引發(fā)輸出比較中斷。

(就是說輸出比較可以工作在所有工作模式下,但PWM模式下更好用,功能更強(qiáng))

輸出比較單元A(OCR1A) 的一個特質(zhì)是定義T/C 的TOP 值( 即計數(shù)器的分辨率)。

TOP 值還用來定義通過波形發(fā)生器產(chǎn)生的波形的周期。

由于在任意模式下寫TCNT1 都將在下一個時鐘周期里阻止比較匹配,在使用輸出比較時改變TCNT1就會有風(fēng)險,不管T/C是否在運(yùn)行

這個特性可以用來將OCR1x初始化為與TCNT1 相同的數(shù)值而不觸發(fā)中斷。

強(qiáng)制輸出比較(FOC)

工作于非PWM 模式時,可以通過對強(qiáng)制輸出比較位FOC1x 寫”1” 的方式來產(chǎn)生比較匹配。

強(qiáng)制比較匹配不會置位 OCF1x 標(biāo)志,也不會重載/ 清零,

但是OC1x 引腳將被更新,好象真的發(fā)生了比較匹配一樣(COMx1:0 決定OC1x 是置位、清零,還是交替變化)。

比較匹配輸出單元

比較匹配模式控制位COM1x1:0 具有雙重功能。

1 波形發(fā)生器利用COM1x1:0 來確定下一次比較匹配發(fā)生時的輸出比較OC1x 狀態(tài);

2 COM1x1:0 還控制OC1x 引腳輸出的來源。

只要COM1x1:0 不全為零,波形發(fā)生器的輸出比較功能就會重載OC1x 的通用I/O 口功能。

但是OC1x 引腳的方向仍舊受控于數(shù)據(jù)方向寄存器 (DDR)。

從OC1x 引腳輸出有效信號之前必須通過數(shù)據(jù)方向寄存器的DDR_OC1x 將此引腳設(shè)置為輸出。

波形發(fā)生器利用COM1x1:0 的方法在普通模式、CTC 模式和PWM 模式下有所區(qū)別。

對于所有的模式,設(shè)置COM1x1:0=0 表明比較匹配發(fā)生時波形發(fā)生器不會操作OC1x寄存器

訪問16位寄存器

寫16 位寄存器時,應(yīng)先寫入該寄存器的高位字節(jié).

usigned int k;

k=0x1234;

TCNT1H=(unsigned char)(k>>8);

TCNT1L=(unsigned char) k;

而讀16 位寄存器時應(yīng)先讀取該寄存器的低位字節(jié).

usigned int k;

k=TCNT1L;

k+=(unsigned int)(TCNT1H8);

使用“C” 語言時,編譯器會自動處理16位操作.

usigned int k;

k=0x1234;

TCNT1=k;

k=TCNT1;

這里舉例 如何用16位定時器T1實(shí)現(xiàn)高精度1秒連續(xù)定時,精準(zhǔn)度跟所用晶振一樣

T1 CTC模式,8MHz外部晶振,定時1秒的話,選256分頻,剛好整步距,非常準(zhǔn)確TOP=1000000/(0.125*256)-1=31249=0x7A11。

作連續(xù)定時,必用CTC/PWM模式作,沒有累積誤差,穩(wěn)定度跟時鐘是一樣,手動重裝受中斷影響是很難達(dá)到的。

不過定時步距和最長定時間取決于時鐘,分頻系數(shù)和模式。

對于非整步距的定時時間要求,就會存在小于一個步距的偏差。

例如 T1,CTC模式,8MHz

fOCn=fclk_IO/(2*N*(1+TOP))

定時時間 T= 0.125uS*N*(1+TOP)

分頻系數(shù) 定時步距 最長定時時間

1(無分頻) 0.125uS 8192us 8毫秒

8 1uS 65536us 65毫秒

64 8uS 524ms 0.5秒

256 32uS 2097ms 3秒

1024 128uS 8388ms 超8秒了

定時1秒的話,選256分頻,剛好整步距,非常準(zhǔn)確,TOP=1000000/(0.125*256)-1=31249=0x7A11。

-----------當(dāng)然了,時鐘必須是高精度的晶振之類,不要用內(nèi)部RC振蕩器來瞎搞。

由于精度取決于晶振的精度,配合軟件做RTC實(shí)時時鐘是完全可行的。

用+/-20PPM的晶振,跑一個月誤差1分鐘 [60*60*24*30=2592000秒*20ppm=52秒]。

作RTC用專門為32.768KHz時鐘優(yōu)化的T2定時器更合適,這里只是舉例T1的實(shí)現(xiàn)方法

如果用+/-2.5PPM的DS32KHz(MAXIM的業(yè)界最準(zhǔn)確的32.768KHz單片穩(wěn)補(bǔ)時鐘芯片TXCO)做時鐘源,超準(zhǔn)確

指標(biāo): -40~+85度全溫度范圍,年誤差4分鐘,0~40度溫度范圍內(nèi)+/-1PPM,年誤差1分鐘

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