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AVR定时器的用法要点介绍

作者:时间:2012-08-10来源:网络

M16的T1 16位一共有15种工作模式,其他2个8位(T0/T2)相对简单,除了T2有异步工作模式用于RTC应用外 (可以利用溢出中断和比较匹配中断作定时功能)

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/148627.htm

符号定义:

BOTTOM 计数器计到0x0000 时即达到BOTTOM

MAX 计数器计到0xFFFF ( 十进制的65535) 时即达到MAX

TOP 计数器计到计数序列的最大值时即达到TOP。

TOP 值可以为固定值0x00FF、0x01FF或 0x03FF,或是存储于寄存器 OCR1A或ICR1里的数值,具体有赖于工作模式

------注意MAX和TOP是不同的,在表格[波形产生模式的位描述]可以看到它们的作用

分5种工作类型

1 普通模式 WGM1=0

跟51的普通模式差不多,有TOV1溢出中断标志,发生于MAX(0xFFFF)时

1 采用内部计数时钟 用于 ICP捕捉输入场合---测量脉宽/红外解码

(捕捉输入功能可以工作在多种模式下,而不单单只是普通模式)

2 采用外部计数脉冲输入 用于 计数,测频

其他的应用,采用其他模式更为方便,不需要像51般费神

2 CTC模式 [比较匹配时清零模式] WGM1=4,12

跟51的自动重载模式差不多

1 用于输出50%占空比的方波信号

2 用于产生准确的连续定时信号

WGM1=4时, 最大值由OCR1A设定,TOP时产生OCF1A比较匹配中断标志

WGM1=12时,最大值由ICF1设定, TOP时产生ICF1输入捕捉中断标志

------如果TOP=MAX,TOP时也会产生TOV1溢出中断标志

注:WGM=15时,也能实现从OC1A输出方波,而且具备双缓冲功能

计算公式: fOCn=fclk_IO/(2*N*(1+TOP))

变量N 代表预分频因子(1、8、64、256、1024),T2多了(32、128)两级。

3 快速PWM模式 WGM1=5,6,7,14,15

单斜波计数,用于输出高频率的PWM信号(比双斜波的高一倍频率)

都有TOV1溢出中断,发生于TOP时[不是MAX,跟普通模式,CTC模式不一样]

比较匹配后可以产生OCF1x比较匹配中断.

WGM1=5时, 最大值为0x00FF, 8位分辨率

WGM1=6时, 最大值为0x01FF, 9位分辨率

WGM1=7时, 最大值为0x03FF,10位分辨率

WGM1=14时,最大值由ICF1设定, TOP时产生ICF1输入捕捉中断 (单缓冲)

WGM1=15时,最大值由OCR1A设定,TOP时产生OCF1A比较匹配中断(双缓冲,但OC1A将没有PWM能力,最多只能输出方波)

改变TOP值时必须保证新的TOP值不小于所有比较寄存器的数值

注意,即使OCR1A/B设为0x0000,也会输出一个定时器时钟周期的窄脉冲,而不是一直为低电平

计算公式:fPWM=fclk_IO/(N*(1+TOP))

4 相位修正PWM模式 WGM1=1,2,3,10,11

双斜波计数,用于输出高精度的,相位准确的,对称的PWM信号

都有TOV1溢出中断,但发生在BOOTOM时

比较匹配后可以产生OCF1x比较匹配中断.

WGM1=1时, 最大值为0x00FF, 8位分辨率

WGM1=2时, 最大值为0x01FF, 9位分辨率

WGM1=3时, 最大值为0x03FF,10位分辨率

WGM1=10时,最大值由ICF1设定, TOP时产生ICF1输入捕捉中断 (单缓冲)

WGM1=11时,最大值由OCR1A设定,TOP时产生OCF1A比较匹配中断(双缓冲,但OC1A将没有PWM能力,最多只能输出方波)

改变TOP值时必须保证新的TOP值不小于所有比较寄存器的数值

可以输出0%~100%占空比的PWM信号

若要在T/C 运行时改变TOP 值,最好用相位与频率修正模式代替相位修正模式。若TOP保持不变,那么这两种工作模式实际没有区别

计算公式:fPWM=fclk_IO/(2*N*TOP)

5 相位与频率修正PWM模式 WGM1=8,9

双斜波计数,用于输出高精度的、相位与频率都准确的PWM波形

都有TOV1溢出中断,但发生在BOOTOM时

比较匹配后可以产生OCF1x比较匹配中断.

WGM1=8时,最大值由ICF1设定, TOP时产生ICF1输入捕捉中断 (单缓冲)

WGM1=9时,最大值由OCR1A设定,TOP时产生OCF1A比较匹配中断(双缓冲,但OC1A将没有PWM能力,最多只能输出方波)

相频修正修正PWM 模式与相位修正PWM 模式的主要区别在于OCR1x 寄存器的更新时间

改变TOP值时必须保证新的TOP值不小于所有比较寄存器的数值

可以输出0%~100%占空比的PWM信号

使用固定TOP 值时最好使用ICR1 寄存器定义TOP。这样OCR1A 就可以用于在OC1A输出PWM 波。

但是,如果PWM 基频不断变化(通过改变TOP值), OCR1A的双缓冲特性使其更适合于这个应用。

计算公式:fPWM=fclk_IO/(2*N*TOP)

快速参考见 Table 47. 波形产生模式的位描述

T/C 的时钟源

T/C 的时钟源可以有多种选择,由CS12:0控制,分别用于高速(低分频)/长时间(高分频)/外部计数场合

一个16位定时器,在8MHz系统时钟驱动下,可以实现uS级的高速定时和长达8秒的超长定时,这可是标准51的弱点

CS12 CS11 CS10 说明

0 0 0 无时钟源 (T/C 停止)

0 0 1 clkIO/1 ( 无预分频)

0 1 0 clkIO/8 ( 来自预分频器)

0 1 1 clkIO/64 ( 来自预分频器)

1 0 0 clkIO/256 ( 来自预分频器)

1 0 1 clkIO/1024 ( 来自预分频器)

1 1 0 外部T1 引脚,下降沿驱动

1 1 1 外部T1 引脚,上升沿驱动

分频器复位

在高预分频应用时,通过复位预分频器来同步T/C 与程序运行,可以减少误差。

但是必须注意另一个T/C是否也在使用这一预分频器,因为预分频器复位将会影响所有与其连接的T/C。

外部时钟源

由于使用了引脚同步逻辑,建议外部时钟的最高频率不要大于fclk_IO/2.5。

外部时钟源不送入预分频器

选择使用外部时钟源后,即使T1引脚被定义为输出,其T1引脚上的逻辑信号电平变化仍然会驱动T/C1 计数,这个特性允许用户通过软件来控制计数。

输入捕捉单元

T/C 的输入捕捉单元可用来捕获外部事件,并为其赋予时间标记以说明此时间的发生时刻。 分频器相关文章:分频器原理

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