AVR定時器的用法要點介紹
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現(xiàn)。
時間標記可用來計算頻率、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,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,同時輸入捕捉標志位ICF1 置位。
如果此時ICIE1 = 1,輸入捕捉標志將產(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。
(其實就是永遠使能??)
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 在下一個定時器時鐘置位。
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)
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 都將在下一個定時器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。
強制輸出比較(FOC)
工作于非PWM 模式時,可以通過對強制輸出比較位FOC1x 寫”1” 的方式來產(chǎn)生比較匹配。
強制比較匹配不會置位 OCF1x 標志,也不會重載/ 清零定時器,
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實現(xiàn)高精度1秒連續(xù)定時,精準度跟所用晶振一樣
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,非常準確,TOP=1000000/(0.125*256)-1=31249=0x7A11。
-----------當然了,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的實現(xiàn)方法
如果用+/-2.5PPM的DS32KHz(MAXIM的業(yè)界最準確的32.768KHz單片穩(wěn)補時鐘芯片TXCO)做時鐘源,超準確
指標: -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
分頻器相關(guān)文章:分頻器原理
評論