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          AVR定時(shí)器的用法要點(diǎn)介紹

          作者: 時(shí)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(hào)由引腳ICP1 輸入,也可通過模擬比較器單元來實(shí)現(xiàn)。

          時(shí)間標(biāo)記可用來計(jì)算頻率、占空比及信號(hào)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(shí),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(gè)電平變化為邊沿檢測(cè)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(shí)輸入捕捉標(biāo)志位ICF1 置位。

          如果此時(shí)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(shí)ICF1 自動(dòng)清零,或者也可通過軟件在其對(duì)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(duì)輸入捕捉標(biāo)志執(zhí)行一次清零操作以避免出現(xiàn)錯(cuò)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(cè)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(cè)器前會(huì)加入額外的邏輯電路并引入4個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期的延遲.

          噪聲抑制器使用的是系統(tǒng)時(shí)鐘,因而不受預(yù)分頻器的影響

          使用輸入捕捉中斷時(shí),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(huì)被新值覆蓋,從而無法得到正確的捕捉結(jié)果。

          測(cè)量外部信號(hào)的占空比時(shí)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(hào)邊沿。改變邊沿后,ICF1 必須由軟件清零( 在對(duì)應(yīng)的I/O 位置寫1”)。

          若僅需測(cè)量頻率,且使用了中斷發(fā)生,則不需對(duì)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(gè)匹配信號(hào)。

          然后OCF1x 在下一個(gè)時(shí)鐘置位。

          如果此時(shí)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(gè)特質(zhì)是定義T/C 的TOP 值( 即計(jì)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(gè)時(shí)鐘周期里阻止比較匹配,在使用輸出比較時(shí)改變TCNT1就會(huì)有風(fēng)險(xiǎn),不管T/C是否在運(yùn)行

          這個(gè)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(shí),可以通過對(duì)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(huì)置位 OCF1x 標(biāo)志,也不會(huì)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(shí)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(huì)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(hào)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(duì)于所有的模式,設(shè)置COM1x1:0=0 表明比較匹配發(fā)生時(shí)波形發(fā)生器不會(huì)操作OC1x寄存器

          訪問16位寄存器

          寫16 位寄存器時(shí),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(shí)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(yǔ)言時(shí),編譯器會(huì)自動(dòng)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(shí)器T1實(shí)現(xiàn)高精度1秒連續(xù)定時(shí),精準(zhǔn)度跟所用晶振一樣

          T1 CTC模式,8MHz外部晶振,定時(shí)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(shí),必用CTC/PWM模式作,沒有累積誤差,穩(wěn)定度跟時(shí)鐘是一樣,手動(dòng)重裝受中斷影響是很難達(dá)到的。

          不過定時(shí)步距和最長(zhǎng)定時(shí)間取決于時(shí)鐘,分頻系數(shù)和模式。

          對(duì)于非整步距的定時(shí)時(shí)間要求,就會(huì)存在小于一個(gè)步距的偏差。

          例如 T1,CTC模式,8MHz

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

          定時(shí)時(shí)間 T= 0.125uS*N*(1+TOP)

          分頻系數(shù) 定時(shí)步距 最長(zhǎng)定時(shí)時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)時(shí)鐘是完全可行的。

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

          作RTC用專門為32.768KHz時(shí)鐘優(yōu)化的T2定時(shí)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(shí)鐘芯片TXCO)做時(shí)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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