AVR定時器的用法要點(diǎn)介紹

M16的T1 16位定時器一共有15種工作模式，其他2個8位定時器(T0/T2)相對簡單，除了T2有異步工作模式用于RTC應(yīng)用外 (可以利用溢出中斷和比較匹配中斷作定時功能)

符號定義:

BOTTOM 計(jì)數(shù)器計(jì)到0x0000 時即達(dá)到BOTTOM

MAX 計(jì)數(shù)器計(jì)到0xFFFF ( 十進(jìn)制的65535) 時即達(dá)到MAX

TOP 計(jì)數(shù)器計(jì)到計(jì)數(shù)序列的最大值時即達(dá)到TOP。

TOP 值可以為固定值0x00FF、0x01FF或 0x03FF，或是存儲于寄存器 OCR1A或ICR1里的數(shù)值，具體有賴于工作模式

------注意MAX和TOP是不同的，在表格[波形產(chǎn)生模式的位描述]可以看到它們的作用

分5種工作類型

1 普通模式 WGM1=0

跟51的普通模式差不多，有TOV1溢出中斷標(biāo)志，發(fā)生于MAX(0xFFFF)時

1 采用內(nèi)部計(jì)數(shù)時鐘 用于 ICP捕捉輸入場合---測量脈寬/紅外解碼

(捕捉輸入功能可以工作在多種模式下，而不單單只是普通模式)

2 采用外部計(jì)數(shù)脈沖輸入 用于 計(jì)數(shù)，測頻

其他的應(yīng)用，采用其他模式更為方便，不需要像51般費(fèi)神

2 CTC模式 [比較匹配時清零定時器模式] WGM1=4,12

跟51的自動重載模式差不多

1 用于輸出50%占空比的方波信號

2 用于產(chǎn)生準(zhǔn)確的連續(xù)定時信號

WGM1=4時， 最大值由OCR1A設(shè)定，TOP時產(chǎn)生OCF1A比較匹配中斷標(biāo)志

WGM1=12時，最大值由ICF1設(shè)定， TOP時產(chǎn)生ICF1輸入捕捉中斷標(biāo)志

------如果TOP=MAX，TOP時也會產(chǎn)生TOV1溢出中斷標(biāo)志

注:WGM=15時，也能實(shí)現(xiàn)從OC1A輸出方波，而且具備雙緩沖功能

計(jì)算公式： fOCn=fclk_IO/(2*N*(1+TOP))

變量N 代表預(yù)分頻因子(1、8、64、256、1024)，T2多了(32、128)兩級。

3 快速PWM模式 WGM1=5,6,7,14,15

單斜波計(jì)數(shù)，用于輸出高頻率的PWM信號(比雙斜波的高一倍頻率)

都有TOV1溢出中斷，發(fā)生于TOP時[不是MAX,跟普通模式，CTC模式不一樣]

比較匹配后可以產(chǎn)生OCF1x比較匹配中斷.

WGM1=5時, 最大值為0x00FF， 8位分辨率

WGM1=6時, 最大值為0x01FF， 9位分辨率

WGM1=7時, 最大值為0x03FF，10位分辨率

WGM1=14時,最大值由ICF1設(shè)定， TOP時產(chǎn)生ICF1輸入捕捉中斷 (單緩沖)

WGM1=15時,最大值由OCR1A設(shè)定，TOP時產(chǎn)生OCF1A比較匹配中斷(雙緩沖,但OC1A將沒有PWM能力，最多只能輸出方波)

改變TOP值時必須保證新的TOP值不小于所有比較寄存器的數(shù)值

注意，即使OCR1A/B設(shè)為0x0000，也會輸出一個定時器時鐘周期的窄脈沖，而不是一直為低電平

計(jì)算公式：fPWM=fclk_IO/(N*(1+TOP))

4 相位修正PWM模式 WGM1=1,2,3,10,11

雙斜波計(jì)數(shù)，用于輸出高精度的，相位準(zhǔn)確的，對稱的PWM信號

都有TOV1溢出中斷，但發(fā)生在BOOTOM時

比較匹配后可以產(chǎn)生OCF1x比較匹配中斷.

WGM1=1時, 最大值為0x00FF， 8位分辨率

WGM1=2時, 最大值為0x01FF， 9位分辨率

WGM1=3時, 最大值為0x03FF，10位分辨率

WGM1=10時,最大值由ICF1設(shè)定， TOP時產(chǎn)生ICF1輸入捕捉中斷 (單緩沖)

WGM1=11時,最大值由OCR1A設(shè)定，TOP時產(chǎn)生OCF1A比較匹配中斷(雙緩沖,但OC1A將沒有PWM能力，最多只能輸出方波)

改變TOP值時必須保證新的TOP值不小于所有比較寄存器的數(shù)值

可以輸出0%~100%占空比的PWM信號

若要在T/C 運(yùn)行時改變TOP 值，最好用相位與頻率修正模式代替相位修正模式。若TOP保持不變，那么這兩種工作模式實(shí)際沒有區(qū)別

計(jì)算公式：fPWM=fclk_IO/(2*N*TOP)

5 相位與頻率修正PWM模式 WGM1=8，9

雙斜波計(jì)數(shù)，用于輸出高精度的、相位與頻率都準(zhǔn)確的PWM波形

都有TOV1溢出中斷，但發(fā)生在BOOTOM時

比較匹配后可以產(chǎn)生OCF1x比較匹配中斷.

WGM1=8時,最大值由ICF1設(shè)定， TOP時產(chǎn)生ICF1輸入捕捉中斷 (單緩沖)

WGM1=9時,最大值由OCR1A設(shè)定，TOP時產(chǎn)生OCF1A比較匹配中斷(雙緩沖,但OC1A將沒有PWM能力，最多只能輸出方波)

相頻修正修正PWM 模式與相位修正PWM 模式的主要區(qū)別在于OCR1x 寄存器的更新時間

改變TOP值時必須保證新的TOP值不小于所有比較寄存器的數(shù)值

可以輸出0%~100%占空比的PWM信號

使用固定TOP 值時最好使用ICR1 寄存器定義TOP。這樣OCR1A 就可以用于在OC1A輸出PWM 波。

但是，如果PWM 基頻不斷變化(通過改變TOP值)， OCR1A的雙緩沖特性使其更適合于這個應(yīng)用。

計(jì)算公式：fPWM=fclk_IO/(2*N*TOP)

快速參考見 Table 47. 波形產(chǎn)生模式的位描述

T/C 的時鐘源

T/C 的時鐘源可以有多種選擇，由CS12:0控制，分別用于高速(低分頻)/長時間(高分頻)/外部計(jì)數(shù)場合

一個16位定時器，在8MHz系統(tǒng)時鐘驅(qū)動下，可以實(shí)現(xiàn)uS級的高速定時和長達(dá)8秒的超長定時，這可是標(biāo)準(zhǔn)51的弱點(diǎn)

CS12 CS11 CS10 說明

0 0 0 無時鐘源 (T/C 停止)

0 0 1 clkIO/1 ( 無預(yù)分頻)

0 1 0 clkIO/8 ( 來自預(yù)分頻器)

0 1 1 clkIO/64 ( 來自預(yù)分頻器)

1 0 0 clkIO/256 ( 來自預(yù)分頻器)

1 0 1 clkIO/1024 ( 來自預(yù)分頻器)

1 1 0 外部T1 引腳，下降沿驅(qū)動

1 1 1 外部T1 引腳，上升沿驅(qū)動

分頻器復(fù)位

在高預(yù)分頻應(yīng)用時，通過復(fù)位預(yù)分頻器來同步T/C 與程序運(yùn)行,可以減少誤差。

但是必須注意另一個T/C是否也在使用這一預(yù)分頻器，因?yàn)轭A(yù)分頻器復(fù)位將會影響所有與其連接的T/C。

外部時鐘源

由于使用了引腳同步邏輯，建議外部時鐘的最高頻率不要大于fclk_IO/2.5。

外部時鐘源不送入預(yù)分頻器

選擇使用外部時鐘源后，即使T1引腳被定義為輸出，其T1引腳上的邏輯信號電平變化仍然會驅(qū)動T/C1 計(jì)數(shù)，這個特性允許用戶通過軟件來控制計(jì)數(shù)。

輸入捕捉單元

T/C 的輸入捕捉單元可用來捕獲外部事件，并為其賦予時間標(biāo)記以說明此時間的發(fā)生時刻。