原创 AVR单片机专辑——定时器

第二讲：AVR单片机的定时器<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

ATmega128有两个8位定时器0和2，两个16位定时器1和3。下面主要说一下定时器的不同用法。

1.       T/C0可以外接32768Hz的晶振，实现RTC（实时时钟）。

2.       T/C2 外部事件计数器（T2）。

3.       16位的T/C可以实现精确的程序定时、波形产生和信号测量。功能非常强。

本文主要以16位的T/C1为例介绍定时器的应用，其它的定时器可以依葫芦画瓢。

1.      采用T/C1的溢出中断实现电子钟的设计

定时器工作在普通模式，用数码管显示时间。这里问题是如何得到1s的定时。若晶振采用<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />12M，256分频，则计数初值应设为X，0xFFFF-X=12M/256 ==〉X=0x48E4。

2.      用CTC模式产生4kHz的方波（4和12）

CTC模式可以用来输出50%占空比的方波信号，产生准确的连续定时信号。在方波信号产生时，首先需要将I/O中的OCnA/OCnB/OCnC设置为输出，电平取反，无分频，本文选择模式4。使用公式f_OCnA=f_{clk_I/O}/2N(1+OCRnA)

来计算出OCRnA的值。在硬件的管脚上可以得到精确的4kHz方波。

3.      快速PWM——占空比不定（5、6、7、14和15）

快速PWM和其他PWM不同之处是单边谐波工作方式。可以驱动直流电机，背光等。首先还是需要将I/O中的OCnA/OCnB/OCnC设置为输出，比较匹配时OCnA电平取反，比较匹配时清零OCnB/OCnC，在TOP时置位。64分频，本文选择模式15。使用公式f_OCnxPWM=f_{clk_I/O}/N(1+TOP)来计算出TOP的值。

本文将TOP值赋给 OCR1A，OCR1B实现占空比为20%的100Hz的PWM信号。将OCR1A乘以20%得到OCR1B。在硬件管脚OCR1A上得到占空比为50%的50Hz的PWM信号，OCR1B上得到占空比为20%的100Hz的PWM信号。

4.      相位修正PWM（1、2、3、10和11）

首先还是需要将I/O中的OCnA/OCnB/OCnC设置为输出，比较匹配时OCnA电平取反，比较匹配时清零OCnB/OCnC，在TOP时置位。64分频，本文选择模式11。使用公式f_OCnxPCPWM=f_{clk_I/O}/2NTOP来计算出TOP的值。

本文将TOP值赋给 OCR1A，OCR1B实现占空比为20%的100Hz的PWM信号。将OCR1A乘以20%得到OCR1B。在硬件管脚OCR1A上得到占空比为50%的50Hz的PWM信号，OCR1B上得到占空比为20%的100Hz的PWM信号。

相关寄存器设置请看ATmega128的数据手册。附件是定时器程序以及Proteus仿真图。<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />