定时计数器的结构与应用(dhl)分析报告.ppt

AVR定时器/计数器 定时与计数原理 计数原理（溢出、比较匹配） 定时原理 事件捕获原理 PWM 原理 计数原理（1） 计数原理（2） 定时原理 事件捕获原理 PWM输出原理与方法 PWM输出的最大特点是波形的频率恒定，波形的占空比D却可以改变。占空比的改变很具有实际意义，例如小功率直流电机的驱动与调速，其方法就是控制电机电枢电压接通和断开的比值来驱动电机和改变电机的转速，这种方法称为脉宽调速法。 AVR单片机的定时器计数器工作原理 AVR单片机的定时器计数器的特点 AVR单片机的定时器计数器控制寄存器 AVR单片机的定时器计数器定时和计数方法 AVR单片机的定时器计数器应用实例 定时计数器概述 学习和使用定时计数器时，必须注意以下的基本要素： 定时计数器的长度 ：定时计数器的长度一般为8位或16位。 脉冲信号源：脉冲信号源是指输入到定时计数器的计数脉冲信号。通常用于定时计数器计数的脉冲信号可以由外部输入引脚提供，也可以由单片机内部提供。 计数器类型：计数器类型是指计数器的计数运行方式，可分为加（减）计数器，单程计数或双向计数等。 计数器的上下限：计数器的上下限指计数单元的最小值和最大值。一般情况下，计数器的下限值为零，上限值为计数单元的最大计数值，即255（8位）或65535（16位）。需要注意的是，当计数器工作在不同模式下时，计数器的上限值并不都是计数单元的最大计数值255或65535，它将取决于用户的配置和设定。 计数器的事件：计数器的事件指计数器处于某种状态时的输出信号，该信号通常可以向MCU申请中断。如当计数器计数到达计数上限值255时，产生“溢出”信号，向MCU申请中断。 8位定时计数器的结构与寄存器配置 ATmega16中有两个8位的定时计数器：T/C0、T/C2，它们都是通用的多功能定时计数器，其主要特点是： 单通道计数器。 比较匹配时清零计数器（自动重装特性）。 可产生无输出抖动的，相位可调的脉宽调制（PWM）信号输出。 频率发生器。 外部事件计数器（仅T/C0）。 带10位的时钟预分频器。 溢出和比较匹配中断源（TOV0、OCF0和TOV2、OCF2）。 允许使用外部引脚的32kHz手表晶振作为独立的计数时钟源（仅T/C2）。 一、8位 T/C0 1、 T/C0的组成结构 图1为8位T/C0的硬件结构框图。图中给出了MCU可以操作的寄存器以及相关的标志位。在T/C0中，可操作的8位寄存器有： 计数寄存器TCNT0 输出比较寄存器OCR0 T/C0的控制寄存器TCCR0 中断标志寄存器TIFR 定时器中断屏蔽寄存器TIMSK T/C0的计数器事件输出信号有两个，计数器计数溢出TOV0 比较匹配相等OCF0。 T/C0的时钟源 T/C0的计数时钟源可由来自外部引脚T0的信号提供，也可来自芯片的内部。图2为T/C0时钟源部分的内部功能图。 T/C0计数时钟源的选择 使用系统内部时钟源 使用外部时钟源 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。图3为外部时钟源的检测采样逻辑功能图。 T/C0的计数单元 T/C0的计数单元是一个可编程的8位双向计数器，图4是它的逻辑功能图，图中符号所代表的意义如下： 计数（count） TCNT0加1或减1。 方向（direction） 加或减的控制。 清除（clear） 清零TCNT0。 计数时钟（clkT0） C/T0时钟源 顶部值（TOP） 表示TCNT0计数值到达上边界。 底部值（BOTTOM） 表示TCNT0计数值到达下边界（零）。 输出比较单元 图5为T/C0的输出比较单元逻辑功能图。在T/C0运行期间，比较匹配单元一直将寄存器TCNT0的计数值同寄存器OCR0的内容进行比较（硬件进行自动比较处理）。 强制输出比较：工作于非 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 。 使用输出比较单元： 通过写TCNT0寄存器屏蔽比较匹配事件： 比较匹配输出单元 标志位COM0[1:0]有两个作用：定义OC0的输出状态，以及控制外部引脚OC0是否输出OC0寄存器的值。图6为比较匹配输出单元的逻辑图。 2、与T/C0相关的寄存器 T/C0计数寄存器