AVR单片机定时计数器的结构与应用.ppt

AVR单片机的定时计数器是其核心功能之一，广泛应用于各种嵌入式系统设计中，如计数、延时、周期测量、频率测量、脉宽调制（PWM）、波特率发生器等。本节我们将深入探讨AVR单片机定时计数器的结构与应用。 回顾51单片机的定时器/计数器，它主要通过内部或外部时钟源产生中断，实现定时或计数功能。51单片机的定时器通常为16位，有定时和计数两种工作模式，可以设置初值并根据预设的计数长度产生溢出中断。 在AVR单片机中，定时计数器的结构更为丰富。以ATmega16为例，它配备了2个8位定时计数器T/C0和T/C2，以及1个16位定时计数器T/C1。这些定时计数器都有各自的计数脉冲输入端（如T0、T1）和比较匹配信号输出端（如OC0、OC1B、OC1A、OC2），以及捕捉信号输入端（如ICP1）。 AVR的定时计数器工作模式多样，包括： 1. **普通模式**：分为内部定时和外部计数两种，当计数器达到预设值时，会产生溢出中断。但此模式下，计数器不会自动重置。 2. **CTC模式（Clear Timer on Compare Match）**：计数器计数到与OCR0预设值相等时，触发比较匹配中断，并自动重装计数器。常用于生成波形输出，如方波。 3. **快速PWM模式**：在计数器达到OCR0值时，输出引脚状态翻转，计数到255后自动复位。这种模式常用于生成PWM波形，通过OCR0值调整占空比。 4. **相位修正PWM模式**：在计数器升序和降序计数过程中，与OCR0匹配时，输出引脚状态会根据设定反向变化。适用于需要高精度相位调整的PWM应用。 每个定时计数器都有一套对应的寄存器来控制其行为，如TCCR0（控制寄存器）、TCNT0（计数寄存器）、OCR0（输出比较寄存器）、TIFR（中断标志寄存器）和TIMSK（中断屏蔽寄存器）。通过这些寄存器，我们可以配置时钟源、计数模式、中断触发条件等。 相比于51单片机，AVR单片机的定时计数器增加了以下功能： 1. **更多工作模式**：如相位修正PWM模式和快速PWM模式，提供更灵活的定时计数和波形生成能力。 2. **增强的时钟选择**：支持多种分频选项，可以使用外部引脚作为计数源，并支持不同分频因子。 3. **10位时钟预分频器**：提供更精细的时间分辨率。 4. **独立的计数时钟源**：某些定时计数器允许使用外部32kHz晶振，增强了低功耗应用的灵活性。 通过这些特点，AVR单片机的定时计数器能够适应更复杂的实时控制需求，如电机控制、通信协议的波特率生成、精确的延时计算等。理解并熟练掌握AVR单片机定时计数器的使用，是进行AVR开发的基础，也是提高系统性能的关键。