pwm.rar_atmega16_avr 定时器_pwm atmega16_sd wav player atmega_捕捉 定时

/*********************************************** **** AVR 定时器使用范例 *** **** *** **** 作者： HJJourAVR *** **** 编译器：WINAVR20050214 *** **** *** **** www.OurAVR.com 2005.9.22 *** ***********************************************/ /* 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 <avr/io.h> #include <avr/signal.h> #include <avr/interrupt.h> //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<<PWM1A) //输出高电平，灯亮 #define PWM1A_OFF() PORTD&=~(1<<PWM1A) //输出低电平，灯灭 //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<<WGM01)|(0<<WGM00)|(0<<COM01)|(1<<COM00)|(0<<CS02)|(1<<CS01)|(1<<CS00); //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<<COM1B1)|(0<<COM1B0)|(1<<WGM11)|(1<<WGM10); TCCR1B = (0<<ICES1)|(1<<WGM13)|(1<<WGM12)|(1<<CS12)|(0<<CS11)|(1<<CS10); //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<<WGM21)|(1<<WGM20)|(1<<COM21)|(0<<COM20)|(0<<CS22)|(1<<CS21)|(1<<CS20); //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<<PWM0); //低电平，灯灭 DDRB = (1<<PWM0); //输出 PORTD =~((1<<PWM1A)|(1<<PWM1B)|(1<<PWM2)); //低电平，灯灭 DDRD = (1<<PWM1A)|(1<<PWM1B)|(1<<PWM2); //输出 T2PWM=0x80; T0OCR=30; ICP_Time=0x0000; timer0_init(); timer1_init(); timer2_init(); TIMSK = (1<<TICIE1)|(1<<OCIE1A); //使能T1输入捕捉中断，T1输出比较A匹配中断(作定时用) 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时产生ICF1输入捕捉中断 (单缓冲) WGM1=9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) 相频修正修正PWM 模式与相位修正PWM 模式的主要区别在于OCR1x 寄存器的更新时间 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 使用固定TOP 值时最好使用ICR1 寄存器定义TOP。这样OCR1A 就可以用于在OC1A输出PWM 波。 但是，如果PWM 基频不断变化(通过改变TOP值)， OCR1A的双缓冲特性使其更适合于这个应用。 计算公式：fPWM=fclk_IO/(2*N*TOP) T/C 的时钟源 T/C 的时钟源可以有多种选择，由CS12:0控制，分别用于高速(低分频)/长时间(高分频)/外部计数场合 一个16位定时器，在8MHz系统时钟驱动下，可以实现uS级的高速定时和长达8秒的超长定时，这可是标准51的弱点 CS12 CS11 CS10 说明 0 0 0 无时钟源 (T/C 停止) 0 0 1 clkIO/1 ( 无预分频) 0 1 0 clkIO/8 ( 来自预分频器) 0 1 1 clkIO/64 ( 来自预分频器) 1 0 0 clkIO/256 ( 来自预分频器) 1 0 1 clkIO/1024 ( 来自预分频器) 1 1 0 外部T1 引脚，下降沿驱动 1 1 1 外部T1 引脚，上升沿驱动 分频器复位 在高预分频应用时， 通过复位预分频器来同步T/C 与程序运行,可以减少误差。 但