AVR定時(shí)器的用法要點(diǎn)介紹

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

時(shí)間標(biāo)記可用來(lái)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(kāi)，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(guò)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(guò)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(méi)有讀取ICR1 的數(shù)據(jù)， ICR1 就會(huì)被新值覆蓋，從而無(wú)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)定時(shí)器時(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(shuō)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(lái)定義通過(guò)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)定時(shí)器時(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(lái)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(guò)對(duì)強(qiáng)制輸出比較位FOC1x 寫”1” 的方式來(lái)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/ 清零定時(shí)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(lái)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(lái)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(guò)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(wèn)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(méi)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(guò)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(wú)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(lái)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