在单片机的应用中我们经常遇到精确定时处理的任务,如果延时要求不是严格可以使用下面这种粗略的延时函数:
//延时一毫秒
void DelayMs(uint16_t)
{
uint16_t i;
for(i=0;i<t;i++)
_delay_loop_2(CPU_FRQ * 4);//CPU_FRQ为系统时钟频率以MHz为单位
}
这样延时的误差是显而易见的!那么如何实现精确延时呢? 答案通常是使用定时器/计数器,那么如何个使用定时器计数器才能产生精确延时的
中断呢?看看下面这个示例:
//系统时钟1MHz
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#define FLASH_LED PORTB^=_BV(PB0)
//T/C0中断例程,计数250时溢出,所以
ISR(TIMER0_OVF_vect)
{
// 产生中断周期应为 T = 250 * 1024 / 1MHz = 0.256s
TCNT0=256-250;//中断中改变计数值以便人6开始计数到256时正好溢出
FLASH_LED;
}
int main(void)
{
DDRB|=_BV(PB0);
TCNT0=0; // T/C0开始值
TCCR0=_BV(CS02)|_BV(CS00); // 预分频 ck/1024 ,计数允许
sei(); //总中断标志置位
while(1);//等待中断
}
上面程序看似没有问题,实际上仍存在很多误差的,因为中断中改变计数值前CPU需要执行多条指令以保护当前执行的环境.如果说中断中不需要改变计数寄存器,即计数器正好计到256溢出时满足延时要求,那么这才是没有误差的延时.
AVR器件中有的计数器具有比较匹配自动清零功能,例如ATMEAG8的TIMER1
,TIMER2,ATMEGA16的TIMER0,TIMER1,TIMER2等等.它们可以很灵活的产生各种精确的延时中断.如下示例
/********************************************
Timer1 CTC 模式精确定时示例
文件名:main.c
编译：WinAVR-20070525
硬件环境:CA-M8X
时钟：外部4MHz
打开的开关如下
S6(1,2) - 外部4MHz晶振
S1(7) - PB0接LED
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本程序按0.5秒改变一次接PB0口的LED
状态来说明T/C1 CTC模式精确定时
********************************************/
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#define FLASH_R_LED PORTB^=_BV(PB0)
//系统时钟:4000000Hz 分频:64
//CTC TOP值:0x7A12
//误差:0.000000个系统周期
//Timer1初始化
void Timer1Init(void)
{
TCCR1A=0;
TCCR1B=_BV(WGM12)|_BV(CS10)|_BV(CS11);
OCR1A=0x7A12;
TIMSK|=_BV(OCIE1A);
}
//Timer1 CTC中断,此中断发生周期是:500毫秒
ISR(TIMER1_COMPA_vect)
{
FLASH_R_LED;
}
int main(void)
{
DDRB|=_BV(PB0);
Timer1Init();
sei();
while(1);
}
上面示例中当TCNT1计数到OCR1A一样时由硬件自动清为0,并产生中断每周期中没有软件的延时,十分精确.
下面这个小软件可自动生成定时器计数器1产生延时的AVR-GCC源代码
本软件的可执行程序可从CA-M8X示例程序-中级示例2的第5个示例中找到!
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