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****      AVR 定时器使用范例                   ***

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**** 编译器：WINAVR20050214                   ***

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本程序简单的示范了如何使用ATMEGA16的定时器

AVR定时器的要点介绍

T0工作于CTC模式，输出1KHz/2KHz 50%占空比的方波

T1工作于快速PWM模式兼输入捕捉

T2工作于相位修正PWM模式，输出490Hz的8bit PWM波

出于简化程序考虑，各种数据没有对外输出，学习时建议使用JTAG ICE硬件仿真器

对于定时器，AVRstudio的软件仿真是不准确的。

*/

#include

#include

#include

//时钟定为8MHz,F_CPU=8000000

//管脚定义

#define ICPKEY        6 //ICP1  PD6 按键模拟ICP输入

#define PWM0        3 //OC0   PB3

#define PWM1A        5 //OC1A  PD5

#define PWM1B        4 //OC1B  PD4

#define PWM2        7 //OC2   PD7

//宏定义

#define PWM1A_ON()        PORTD|= (1<

#define PWM1A_OFF()        PORTD&=~(1<

//全局变量

volatile unsigned int ICP_Time;        //记录ICP输入捕捉事件的发生时刻

volatile unsigned char T2PWM;        //设置T2的PWM值

volatile unsigned char T0OCR;        //设置T0的时间值

//仿真时在watch窗口，监控这些变量。

void timer0_init(void) //CTC模式输出1KHz/2KHz方波

{

OCR0  = T0OCR;  //设定TOP值

//TOP=8000000/(2*64*1000)-1=61.5  选61  1.008KHz(0.992mS)

//TOP=8000000/(2*64*2000)-1=30.25 选30  2.016KHz(0.496ms)

TCCR0 = (1<

//64分频，CTC模式,OC0取反输出方波

}

void timer1_init(void)

{

OCR1A  = 39062;        //设定TOP值.时间5S(0.2Hz)

//TOP=8000000/(1024*0.2)=39062.5

OCR1B  = 15624;        //设定OC1B的PWM值 约2秒钟 40%

TCCR1A = (1<

TCCR1B = (0<

//1024分频,WGM1=15 快速PWM模式,TOP=OCRnA,ICP下降沿触发,OC1B正向PWM输出,OC1A为普通IO

}

SIGNAL(SIG_INPUT_CAPTURE1) //输入捕捉中断

{

   ICP_Time=ICR1;  //读取ICP输入捕捉事件的发生时刻

}

SIGNAL(SIG_OUTPUT_COMPARE1A)//T1输出比较A匹配中断

{

//在WGM1=15 快速PWM模式下，TOP=39062等同于5S左右的定时中断

T2PWM+=10;

OCR2=T2PWM;        //修改T2的PWM值

if (T0OCR==61)

T0OCR=30;        //改成1KHz

else 

   T0OCR=61;        //改成2KHz

OCR0=T0OCR;        //修改T0的时间值

}

void timer2_init(void)//相位修正PWM模式

{

OCR2  = T2PWM;  //设定PWM值(最大值固定为255，8bit)

TCCR2 = (0<

//32分频，相位修正PWM模式，PWM频率为490Hz,OC2正向PWM输出

//fPWM=fclk_IO/(2*N*TOP)=8000000/(2*32*255)=490Hz

}

int main(void)

{

    //上电默认DDRx=0x00,PORTx=0x00 输入，无上拉电阻

    PORTA =0xFF;        //不用的管脚使能内部上拉电阻。

    PORTC =0xFF;

    PORTB =~ (1<

    DDRB  =  (1<

    PORTD =~((1<

    DDRD  =  (1<

    T2PWM=0x80;

    T0OCR=30;

    ICP_Time=0x0000;

timer0_init();

timer1_init();

timer2_init();

TIMSK = (1<

    sei();        //使能全局中断

    while (1)

    {

    if (ICP_Time>15624)

    PWM1A_ON();        //如果数值大于15624(约2秒)，OC1A输出高电平

    else 

    PWM1A_OFF();        //否则输出低电平

    }

}

/*

程序运行效果

     引脚OC0（每5秒钟切换）交替输出1KHz和2KHz的50%占空比方波,接到无源蜂鸣器上，能听到不同频率的声音

     引脚OC1B输出0.2Hz的40%占空比的PWM波，精度39061级(略大于15bit)

     引脚OC2输出490Hz的PWM波，精度8bit，每5秒钟PWM值增大10级，对应的LED亮度将会随之变化)

     ICP由引脚ICP1上的按键触发，ICP_Time将会记录下时间发生的时刻(相对于T1定时器的本次计数开始时间)，

     如果数值大于15624(约2秒)，OC1A输出高电平，否则输出低电平(刚好跟OC1B反相)

     如果使用AVR-51实验板作本实验，注意输出电平和LED的关系。还有蜂鸣器的声音较大，耳朵比较难受)

*/

/*

附录 AVR定时器的要点介绍

(大部分摘自 M16中文手册，未能一一测试)

  M16的T1 16位定时器一共有15种工作模式，其他2个8位定时器(T0/T2)相对简单，除了T2有异步工作模式用于RTC应用外

                       (可以利用溢出中断和比较匹配中断作定时功能)

  分5种工作类型

  1  普通模式 WGM1=0

    跟51的普通模式差不多，有TOV1溢出中断，发生于TOP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

  2 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

  WGM1=12时，最大值由ICF1设定， TOP时产生ICF1输入捕捉中断

  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、32,64、256,1024)。          

  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

    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