AVR单片机定时计数器

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简介:关于AVR单片机定时计数器的介绍

对于AVR单片机,(我拿Atmega8的TM0做比方,其他的也差不多的)有一个寄存器TCCR0.它上电复位以后值是0x00。也就是说,如果你不去动他,定时器是不会工作的。当你最后三位设定了一系列数值,它开始安照某些方式工作。(可以以定时器的方式,也可以以计数器的方式工作)

比如你写TCCR0=0x01;//0x01=0000,0001B。

那么就是说你把最后一位置1了。定时器开始启动,并且以时钟频率(如果外接晶振为1Mhz)就以1us加1的频率,减去TCNT0中的数值,TCNT0初始化值也是0x00,如果你写一个数值比如说0x10,则这个定时器到256-10=246.246us以后就溢出了。如果你设置定时器中断为,并开全局中断位,这溢出以后它会产生一个中断信号,程序运行到中断处,这些和51单片机就一样了。

具体的用法你可以参考一下相关芯片的数据手册。分5种工作类型

一普通模式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

二CTC模式[比较匹配时清零定时器模式]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)

AVR单片机的定时器功能丰富。对入门学习者首先应掌握其最基本的定时中断功能。本实验用单片机入门实验套件提供的两位LED 8段数码管做一个小小秒表实验。定时器1工作在计数溢出中断模式,设计定时为10毫秒,正好是动态刷新LED数码管所需的时间。中断发生100次即计满一秒后,修改显示数据。这样就构成了一个简单的妙表。使用该程序加以扩充,增加LED数码管的数量,可以很容易的开发出计时、计日系统。要求高精度,则要加外晶振。该程序用ICCAVR-V7开发,在AVR单片机Atmega48上调试通过。

本实验的详细说明和硬件搭建请参考>>

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//------单片机入门实验 定时器1做一个秒表 C 程序------------

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//作者: 超简单工作室

//Email: fullmous@hotmail.com

//软件版本: ICCAVR ver 7.14

//创建日期: 2008.3

//版本 V1.00

// Target : M48

// Crystal: 8.0000Mhz

#include <iom48v.h>

#include <macros.h>

//定义字型数组

#pragma data:code

const unsigned tabs[]=

{

0xC0,//"0"

0xF9,//"1"

0xA4,//"2"

0xB0,//"3"

0x99,//"4"

0x92,//"5"

0x82,//"6"

0xF8,//"7"

0x80,//"8"

0x98,//"9"

};

unsigned char _second;//秒变量

unsigned char _change;//中断发生计数变量

unsigned char _led;//数码管显示位标识,0 显示个位,1 显示十位

unsigned char _t;//字形码数组索引

void port_init(void)

{

PORTB = 0x00;

DDRB = 0xFF;//定义端口B输出

PORTC = 0x00;

DDRC = 0x03;//定义端口C的1,2位输出

}

//TIMER1 取64分频

// 定时: 10mSec

void timer1_init(void)

{

TCCR1B = 0x00;//关定时器

TCNT1H = 0xFB;//设置初值,数据寄存器高字节

TCNT1L = 0x1E;//设置初值,数据寄存器低字节

TCCR1A = 0x00;

TCCR1B = 0x03;//启动定时器

}

#pragma interrupt_handler timer1_ovf_isr:iv_TIM1_OVF

void timer1_ovf_isr(void)//TIMER1 中断服务程序

{

TCNT1H = 0xFB;//装入计数器高字节

TCNT1L = 0x1E;//装入计数器低字节

_change++;//中断发生计数

if (_change == 100)//判是否已中断100次

{

_change = 0;//是,已定时1秒,_change清零

if (_second < 59)//秒计数

_second++;//小于59秒,秒计数加1

else

_second = 0;//否则,清零

}

if (_led ==0)//_led等于0,显示个位

{

_t = _second % 10;//将秒数取10的模得到个位数,存入_t

PORTB = tabs[_t];//字形送端口PORTB

PORTC = 0xf1;//点亮个位

_led = 1;//改变_led标识的状态

}

else

{//_led等于1,显示十位

_t = _second / 10;//字形送端口PORTB

PORTB = tabs[_t];//将秒数除10取整得到十位数,存入_t

PORTC = 0xf2;//点亮十位

_led = 0;//改变_led标识的状态

}

}

//

void main(void)

{

CLI();//关闭中断

port_init();

timer1_init();

TIMSK1 = 0x01;//时能Timer1中断

SEI();//开中断

_second = 0;

_change = 0;

_led = 0;

_t = 0;

while(1)

{

;//空循环,等待中断

}

}

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