單片機(jī)avr 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（一）

單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)質(zhì) 就是一個(gè)加1計(jì)數(shù)器，通過軟件對(duì)其控制寄存器的操作，來實(shí)現(xiàn)定時(shí)，計(jì)數(shù)功能及轉(zhuǎn)換。 當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為定時(shí)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)器的加1信號(hào)由振蕩器的分頻信號(hào)產(chǎn)生，即每過一個(gè)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)器加1，直至計(jì)滿溢出為止。 當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，通過引腳T0和T1對(duì)外部信號(hào)計(jì)數(shù)，當(dāng)電平變化時(shí)，計(jì)數(shù)器加1.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器使用靈活，用途廣泛，如延時(shí)，物理信號(hào)的測(cè)量，信號(hào)的周期，頻率，脈寬測(cè)量，產(chǎn)生定時(shí)脈沖信號(hào)，捕捉輸入，還可以實(shí)現(xiàn)PWM輸出，用于D/A ,電動(dòng)機(jī)的無極調(diào)速等。

       ATmega16 三個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T/C0,T/C1,T/C2，其中T/C0,T/C2為8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，T/C1是16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。

    定時(shí)器/計(jì)數(shù)器相關(guān)寄存器：TIMSK:定時(shí)計(jì)數(shù)中斷屏蔽寄存器，TIFR:定時(shí)計(jì)數(shù)器中斷標(biāo)志寄存器，ASSR:異步狀態(tài)寄存器，

                                               SFIOR：特殊功能寄存器   

    T/C0相關(guān)寄存器 :TCCR0 :控制寄存器，TCNT0：計(jì)數(shù)寄存器，OCR0：輸出比較寄存器

    T/C1相關(guān)寄存器: TCCR1A,TCCR1B:控制寄存器，TCNT1(TCNT1H,TCNT1L)計(jì)數(shù)寄存器，OCR1A,OCR1B:輸出比較寄存器，

                                ICR1：輸入捕捉寄存器

    T/C2相關(guān)寄存器：TCCR2：控制寄存器 ， TCNT2：計(jì)數(shù)寄存器，OCR2:輸出比較寄存器，  

 

 

 

 

  溢出中斷：以定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T/C0為例，T/C0為8位定時(shí)器，計(jì)數(shù)范圍為十六進(jìn)制0x00-0xFF，對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制為0-255，由0開始計(jì)數(shù)，

                   當(dāng)計(jì)數(shù)值超過255時(shí) 就產(chǎn)生一個(gè)中斷，中斷標(biāo)準(zhǔn)寄存器TIFR的TOV0（T/C0的溢出標(biāo)準(zhǔn)位）置1。

比較中斷：當(dāng)T/C0的計(jì)數(shù)寄存器TCNT0的數(shù)值，和預(yù)置的OCR0的數(shù)值一致時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)比較中斷，中斷標(biāo)志寄存器TIFR的

                   OCF0（T/C0的比較中斷標(biāo)志位）置1。

T/C0溢出中斷使能過程：

           1、中斷總使能： SREG=0x80；

           2、T/C0的溢出中斷使能：將中斷使能寄存器的T/C0溢出中斷使能位TOIE0置1，c語言： TIMSK|=0x01；當(dāng)產(chǎn)生溢出中斷時(shí)，硬件自動(dòng)將中斷標(biāo)志寄存器TIFR的TOVO（T/C0溢出中斷標(biāo)志）位置1，用于軟件查詢判斷，執(zhí)行完中斷處理程序后，由硬件自動(dòng)清0。

 

 

普通模式：  普通模式(WGM01:0 = 0) 為最簡(jiǎn)單的工作模式。在此模式下計(jì)數(shù)器不停地累加。計(jì)到8 比特的最大值后(TOP = 0xFF)，

                     由于數(shù)值溢出，計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)單地返回到最小值0x00 重新開始
CTC(比較匹配時(shí)清0定時(shí)器）:在CTC 模式(WGM01:0 = 2) 下OCR0 寄存器用于調(diào)節(jié)計(jì)數(shù)器的分辨率。當(dāng)計(jì)數(shù)器的數(shù)值TCNT0等于

                     OCR0時(shí)計(jì)數(shù)器清零。OCR0定義了計(jì)數(shù)器的TOP值，亦即計(jì)數(shù)器的分辨率。
快速PWM ：快速PWM 模式(WGM01:0 = 3) 可用來產(chǎn)生高頻的PWM 波形�？焖貾WM 模式與其他PWM模式的不同之處是其單斜坡

                     工作方式。計(jì)數(shù)器從BOTTOM計(jì)到MAX，然后立即回到BOTTOM重新開始

相位修正PWM ：相位修正PWM 模式(WGM01:0 = 1) 為用戶提供了一個(gè)獲得高精度相位修正PWM 波形的方法。此模式基于雙斜坡

                      操作。計(jì)時(shí)器重復(fù)地從BOTTOM 計(jì)到MAX，然后又從MAX倒退回到BOTTOM。

 

 

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作必須指定時(shí)鐘源，無時(shí)鐘源定時(shí)器不能工作。時(shí)鐘源有內(nèi)部時(shí)鐘源和外部時(shí)鐘源，由CS02,CS01,CS00位選擇。

外部時(shí)鐘源由T0引腳輸入。

 

 

OC0為T/C0的輸出引腳，即設(shè)置當(dāng)TNCT0和OCR0數(shù)值相等時(shí)，外部輸出引腳OC0上的電平變化。

TCNT0-計(jì)數(shù)寄存器:通過它 寄存器可以直接對(duì)計(jì)數(shù)器的8 位數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫訪問。
OCR0-輸出比較寄存器  : 包含一個(gè)8 位的數(shù)據(jù)，不間斷地與計(jì)數(shù)器數(shù)值TCNT0 進(jìn)行比較。匹配事件可以用來產(chǎn)生輸出比較中斷，

                                       或者用來在OC0 引腳上產(chǎn)生波形。

T/C1 真正的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，能夠輸出16位的PWM，有兩個(gè)獨(dú)立的輸出比較單元。具有輸入捕捉功能。

捕捉輸入：用于精確捕捉一個(gè)外部事件的發(fā)生，記錄事件發(fā)生的時(shí)間印記，如：精確測(cè)量脈沖寬度。

 

 

FOC1A/FOC1B只有當(dāng)WGM13:0指定為非PWM模式時(shí)被激，對(duì)其寫1后，波形發(fā)生器將立即進(jìn)行比較操作。

ICES1:該位選擇使用ICP1 上的哪個(gè)邊沿觸發(fā)捕獲事件。ICES 為"0” 選擇的是下降沿觸發(fā)輸入捕捉； ICES1 為"1” 選擇的是邏輯電平的

           上升沿觸發(fā)輸入捕捉。

 

 

 

 

 

 

輸出比較寄存器1A ：16位，由OCR1AH,OCR1AL組成

輸出比較寄存器1B：16位，由OCR1BH,OCR1BL組成

          該寄存器中的16 位數(shù)據(jù)與TCNT1 寄存器中的計(jì)數(shù)值進(jìn)行連續(xù)的比較，一旦數(shù)據(jù)匹配，將
產(chǎn)生一個(gè)輸出比較中斷，或改變OC1x 的輸出邏輯電平。
輸入捕捉寄存器：16位，由ICR1H,ICR1L組成，當(dāng)外部引腳ICP1(或T/C1的模擬比較器)有輸入捕捉觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，計(jì)數(shù)器TCNT1中

                             的值寫入ICR1 中。ICR1 的設(shè)定值可作為計(jì)數(shù)器的TOP 值。