AVR定时器知识要点总结

　　Tmega16一共配置了2个8位和1个16位，共3个定时计数器，它们是8位的定时计数器T/C0、T/C2和16位的定时计数器T/C1。功能强大，但也非常复杂，不易掌握，欢迎大家讨论：
　　1、谈谈AVR定时器的学习方法，各定时器的优缺点及最佳使用场合
　　2、在使用AVR过程中，对AVR定时器的应用，欢迎贴出你的代码
　　3、你在使用AVR定时器过程中碰到的疑难问题，怎么解决的，或未解决的需要帮忙的
　　AVR定时器知识要点总结：
　　1、 定时器数量：分别是T/C0、T/C2、T/C1 ；ATmega16一共配置了2个8位和1个16位，共3个定时计数器，它们是8位的定时计数器T/C0、T/C2和16位的定时计数器T/C1。
　　2、 定时器中断源：ATmega16共有8个定时中断，分别是TIMER2 COMP、TIMER2 OVF、TIMER1 CAPT、TIMER1 COMPA、TIMER1 COMPB、TIMER1 OVF、TIMER0 OVF、TIMER0 COMP；从表1中可以得出如下结论：
　　a：定时器中断优先级低于复位中断、外部中断0、外部中断1，见表1；TC2的中断优先级高于TC1，TC1的中断优先级高于TC0；
　　b：定时器的中断向量号是从4~10，还有一个20（可以这样来记：复位中断是最高的，其次是外部中断，最后是定时中断，外部中断2是个特例，TC0比较匹配也是个特例）
　　c：定时器的匹配中断优先级高于其溢出中断（TC0是个特例，溢出中断优先级高于匹配中断），事件捕捉中断优先级高于匹配中断！
　　d：TC1有4个中断，TC0，TC2各有两个中断；
　　表1 mega16的中断向量区
　　向量号 Flash空间地址 中断源 中断定义说明
　　1 $000 RESET 外部引脚电平引发的复位、
　　上电复位、掉电检测复位、
　　看门狗复位、JTAG AVR复位
　　2 $002 INT0 外部中断请求0
　　3 $004 INT1 外部中断请求1
　　4 $006 TIMER2 COMP 定时计数器2比较匹配
　　5 $008 TIMER2 OVF 定时计数器2溢出
　　6 $00A TIMER1 CAPT 定时计数器1事件捕捉
　　7 $00C TIMER1 COMPA 定时计数器1比较匹配A
　　8 $00E TIMER1 COMPB 定时计数器1比较匹配B
　　9 $010 TIMER1 OVF 定时计数器1溢出
　　10 $012 TIMER0 OVF 定时计数器0溢出
　　19 $024 INT2 外部中断请求2
　　20 $026 TIMER0 COMP 定时计数器0比较匹配
　　3、 波形发生模式 T/C0、T/C2有4种波形模式，T/C1有16种波形
　　a：T/C0、T/C2分别由TCCR0中的两位 WGM0［1:0］（位3、6）、TCCR2中的两位 WGM2［1:0］（位3、6）来控制；
　　b： T/C1则由TCCR1B中的两位WGM1［3:2］（位4、3）和TCCR1A中的两位WGM1［1:0］（位1、0）
　　4、 比较匹配输出方式：T/C0、T/C2有4比较匹配输出模式，T/C1有16种波形
　　a：T/C0中的COM0［1:0］（TCCR0位5，4）控制比较匹配输出模式，非PWM模式WGM = ［0，2］有4种输出模式，PWM模式WGM = ［1，2］有3种输出模式
　　b：T/C2中的COM2［1:0］（TCCR2位5，4）控制比较匹配输出模式，非PWM模式WGM = ［0，2］有4种输出模式，PWM模式WGM = ［1，2］有3种输出模式
　　c：T/C1中的COM1A［1:0］（TCCR1A位7，6）控制通道A比较匹配输出模式， T/C1中的COM1B［1:0］（TCCR1A位5，4）控制通道B比较匹配输出模式，各有四种输出模式
　　5、 各定时器的最佳使用场合（不知道，望各位网友讨论补充）
　　a：TC0
　　b：TC1
　　c：TC2
　　第二部分：定时器0 T/C0
　　定时器0有两个中断源TIMER0 OVF（溢出中断）和TIMER0 COMP（比较匹配中断），中断向量号分别为10和20；在三个定时器中，T/C0的中断级别最低。（PS：既然TIMER0 OVF（溢出中断）比TIMER0 COMP（比较匹配中断）优先级要高，那么T/C0主要用在计数方面吧？^-^ ^-^）
　　1、 T/C0的时钟源 T/C0的计数时钟源可由来自外部引脚T0（PB0）的信号提供，也可来自芯片的内部。时钟源的选择由TCCR0中的3个标志位CS0［2:0］确定，共有8种选择：无时钟；内部时钟有5种分频选择（***）；外部时钟有2种（下降沿和上升沿）。
　　a：当定时计数器使用系统内部时钟作为计数源时，通常作为定时器和波形发生器使用。
　　注意：有5种分频选择（***），同T/C1共用一个预定比例分频器，两者分别使用了CS02 CS01 CS00 和 CS12 CS11 CS10 两组控制逻辑来控制最后输出，互不影响；但有一个特定的情况，预分频器复位将会影响所有与其连接的T/C。
　　b：当定时计数器使用外部时钟作为计数源时，通常作为计数器使用，用于记录外部脉冲的个数。使用时，需注意以下几点：
　　A、 由于引脚上同步与边沿监测电路的存在，引脚T0/T1 上的电平变化需要延时2.5 到3.5 个系统时钟周期才能使计数器进行更新；
　　B、 外部时钟脉冲宽度必须大于一个系统时钟周期；
　　C、 外部时钟源的最高频率不大于 fclk_I/O/2.5；
　　D、 外部时钟源不送入预分频。
　　2、T/C0比较匹配单元 8位比较器持续对TCNT0和输出比较寄存器OCR0进行比较。一旦TCNT0等于OCR0，比较器就给出匹配信号。在匹配发生的下一个定时器时钟周期输出比较标志OCF0 置位。
　　注意：A、PWM 模式时，使能双缓冲功能，CPU 访问的是OCR0缓冲寄存器；
　　B、正常工作模式和CTC模式，禁止双缓冲功能时CPU 访问的则是OCR0 本身；
　　C、 强制输出比较，在非PWM 模式时，可以通过对强制输出比较位FOC0写”1” 的方式来产生比较匹配。强制比较匹配不会置位 OCF0 标志，也不会重载/ 清零定时器，但是OC0 引脚将被更新，好象真的发生了比较匹配一样；
　　D、 写TCNT0 操作将阻止比较匹配， CPU 对TCNT0 寄存器的写操作会在下一个定时器时钟周期阻止比较匹配的发生；
　　E、OC0 的设置应该在设置数据方向寄存器之前完成；在使用OC0 功能之前首先要通过数据方向寄存器的DDR_OC0 位将此引脚设置为输出；
　　PS：双缓冲可以将更新OCR0 寄存器与top 或bottom 时刻同步起来，从而防止产生不对称的PWM 脉冲，消除了干扰脉冲。不理解该段描述含意！
　　3、工作模式 工作模式- T/C 和输出比较引脚的行为- 由波形发生模式（WGM01:0） 及比较输出模式（COM01:0） 的控制位决定。比较输出模式对计数序列没有影响，而波形产生模式对计数序列则有影响。COM01:0 控制PWM 输出是否为反极性。非PWM 模式时COM01:0 控制输出是否应该在比较匹配发生时置位、清零，或是电平取反
　　表2.1 T/C0的工作模式
　　模式 WGM01 WGM00 COM01 COM00 T/C0工作模式 计数上限值 OCR0更新 TOV0置位 说明
　　0 0 0 0 0 普通模式 0xFF 立即 0xFF PB3为通用I/O引脚
　　0 0 0 0 1 普通模式 0xFF 立即 0xFF 比较匹配时触发OC0
　　0 0 0 1 0 普通模式 0xFF 立即 0xFF 比较匹配时清零OC0
　　0 0 0 1 1 普通模式 0xFF 立即 0xFF 比较匹配时置位OC0
　　1 0 1 0 0 PWM，相位可调 0xFF 0xFF 0x00 PB3为通用I/O引脚
　　1 0 1 0 1 PWM，相位可调 0xFF 0xFF 0x00 保留
　　1 0 1 1 0
　　PWM，相位可调 0xFF 0xFF 0x00 向上计数过程中比较匹配时清零OC0
　　向下计数过程中比较匹配时置位OC0
　　1 0 1 1 1
　　PWM，相位可调 0xFF 0xFF 0x00 向上计数过程中比较匹配时置位OC0
　　向下计数过程中比较匹配时清零OC0
　　2 1 0 0 0 CTC模式 OCR0 立即 0xFF PB3为通用I/O引脚
　　2 1 0 0 1 CTC模式 OCR0 立即 0xFF 比较匹配时触发OC0
　　2 1 0 1 0 CTC模式 OCR0 立即 0xFF 比较匹配时清零OC0
　　2 1 0 1 1 CTC模式 OCR0 立即 0xFF 比较匹配时置位OC0
　　3 1 1 0 0 快速PWM 0xFF 0xFF 0xFF PB3为通用I/O引脚
　　3 1 1 0 1 快速PWM 0xFF 0xFF 0xFF 保留
　　3 1 1 1 0 快速PWM 0xFF 0xFF 0xFF 比较匹配时清OC0，计数值为0xFF
　　时置位OC0
　　3 1 1 1 1 快速PWM 0xFF 0xFF 0xFF 比较匹配时置OC0，计数值为0xFF
　　时清零OC0
　　4、T/C0相关存储器
　　========================================================================
　　发一个跑表程序，该程序用的是T/C0溢住中断，四位数码管动态扫秒，每为显示2MS，显示时时间0~99.99秒，经过测试正确
　　/************************************************************
　　ICC-AVR application builder ： 2008-4-17 16:11:30
　　Target ： M16
　　Crystal： 4.0000Mhz
　　文件：timer_00
　　设计：raosibin
　　时间：2008-4-17
　　版本：ver1.0
　　功能说明：T/C0中断溢出实验，每10MS中断一次，刷新显示数据；
　　动态扫描显示方式；
　　硬件说明：PA0~PA3接数玛管的A，B，C，D；PB0~PB6接a，b，c，d，e，f，g;
　　**************************************************************/
　　#include 《iom16v.h》
　　#include 《macros.h》
　　const unsigned char seg7_data［］={0x3f，0x06，0x5b，0x4f，0x66，0x6d，0x7d，0x07，0x7f，
　　0x6f}; //0，1.。。.。.9 段码
　　const unsigned char position_data［］={0xf1，0xf2，0xf4，0xf8}; //0，1，2，3， 位选通
　　unsigned char timer［4］; // 秒计数单元
　　unsigned char posit;
　　volatile char counter;
　　volatile char flag_10ms;
　　volatile char flag_2ms;
　　void port_init（void）
　　{
　　PORTA = 0x00;
　　DDRA = 0xFF;
　　PORTB = 0x00;
　　DDRB = 0xFF;
　　PORTC = 0x00; //m103 output only
　　DDRC = 0x00;
　　PORTD = 0x00;
　　DDRD = 0x00;
　　}
　　void display（void） // 4位LED数码管动态扫描函数
　　{
　　PORTA = 0x00;
　　PORTB = seg7_data［timer［posit］］;
　　PORTA = position_data［posit］;
　　if （++posit 》=4 ） posit = 0;
　　}
　　//TIMER0 initialize - prescale:64
　　// WGM： Normal
　　// desired value： 2mSec
　　// actual value： 2.000mSec （0.0%）
　　void timer0_init（void）
　　{
　　TCCR0 = 0x00; //stop
　　TCNT0 = 0x83; //set count
　　OCR0 = 0x7D; //set compare
　　TCCR0 = 0x03; //start timer
　　}
　　#pragma interrupt_handler timer0_ovf_isr:10
　　void timer0_ovf_isr（void）
　　{
　　//flag_10ms=1;
　　TCNT0 = 0x83; //reload counter value
　　flag_2ms=1;
　　if （++counter 》=5）
　　{
　　counter=0;
　　flag_10ms=1;
　　}
　　}
　　//call this routine to initialize all peripherals
　　void init_devices（void）
　　{
　　//stop errant interrupts until set up
　　CLI（）; //disable all interrupts
　　port_init（）;
　　timer0_init（）;
　　MCUCR = 0x00;
　　GICR = 0x00;
　　TIMSK = 0x01; //timer interrupt sources
　　SEI（）; //re-enable interrupts
　　//all peripherals are now initialized
　　}
　　void main（void）
　　{
　　timer［0］=0;
　　timer［1］=0;
　　timer［2］=0;
　　timer［3］=0;
　　init_devices（）;
　　/*计数数值调整，显示的范围为99.99S*/
　　while（1）
　　{
　　if （flag_10ms==1）
　　{
　　flag_10ms=0;
　　if （++timer［0］》=10）
　　{
　　timer［0］=0;
　　if （++timer［1］》=10）
　　{
　　timer［1］=0;
　　if （++timer［2］》=10）
　　{
　　timer［2］=0;
　　if （++timer［3］》=10）
　　{
　　timer［3］=0;
　　}
　　}
　　}
　　}
　　}
　　if （flag_2ms==1）
　　{
　　flag_2ms=0;
　　display（）;
　　}
　　}
　　}