单片机的定时器

单片机的定时器/计数器实质就是一个加1计数器，通过软件对其控制寄存器的操作，来实现定时，计数功能及转换。当定时器/计数器为定时工作方式时，计数器的加1信号由振荡器的分频信号产生，即每过一个机器周期，计数器加1，直至计满溢出为止。当定时器/计数器为计数工作方式时，通过引脚T0和T1对外部信号计数，当电平变化时，计数器加1.定时器/计数器使用灵活，用途广泛，如延时，物理信号的测量，信号的周期，频率，脉宽测量，产生定时脉冲信号，捕捉输入，还可以实现PWM输出，用于D/A ,电动机的无极调速等。

ATmega16 三个定时器/计数器T/C0,T/C1,T/C2，其中T/C0,T/C2为8位定时器/计数器，T/C1是16位定时器/计数器。

定时器/计数器相关寄存器：TIMSK:定时计数中断屏蔽寄存器，TIFR:定时计数器中断标志寄存器，ASSR:异步状态寄存器，

SFIOR：特殊功能寄存器

T/C0相关寄存器 :TCCR0 :控制寄存器，TCNT0：计数寄存器，OCR0：输出比较寄存器

T/C1相关寄存器:TCCR1A,TCCR1B:控制寄存器，TCNT1(TCNT1H,TCNT1L)计数寄存器，OCR1A,OCR1B:输出比较寄存器，

ICR1：输入捕捉寄存器

T/C2相关寄存器：TCCR2：控制寄存器，TCNT2：计数寄存器，OCR2:输出比较寄存器，

溢出中断：以定时器/计数器T/C0为例，T/C0为8位定时器，计数范围为十六进制0x00-0xFF，对应的十进制为0-255，由0开始计数，

当计数值超过255时就产生一个中断，中断标准寄存器TIFR的TOV0（T/C0的溢出标准位）置1。

比较中断：当T/C0的计数寄存器TCNT0的数值，和预置的OCR0的数值一致时，将产生一个比较中断，中断标志寄存器TIFR的

OCF0（T/C0的比较中断标志位）置1。T/C0溢出中断使能过程：

1、中断总使能： SREG=0x80；

2、T/C0的溢出中断使能：将中断使能寄存器的T/C0溢出中断使能位TOIE0置1，c语言： TIMSK|=0x01；当产生溢出中断时，硬件自动将中断标志寄存器TIFR的TOVO（T/C0溢出中断标志）位置1，用于软件查询判断，执行完中断处理程序后，由硬件自动清0。

普通模式：普通模式(WGM01:0 = 0) 为最简单的工作模式。在此模式下计数器不停地累加。计到8 比特的最大值后(TOP = 0xFF)，

由于数值溢出，计数器简单地返回到最小值0x00 重新开始

CTC(比较匹配时清0定时器）:在CTC 模式(WGM01:0 = 2) 下OCR0 寄存器用于调节计数器的分辨率。当计数器的数值TCNT0等于

OCR0时计数器清零。OCR0定义了计数器的TOP值，亦即计数器的分辨率。

快速PWM ：快速PWM 模式(WGM01:0 = 3) 可用来产生高频的PWM 波形。快速PWM 模式与其他PWM模式的不同之处是其单斜坡

工作方式。计数器从BOTTOM计到MA X，然后立即回到BOTTOM重新开始

相位修正PWM ：相位修正PWM 模式(WGM01:0 = 1) 为用户提供了一个获得高精度相位修正PWM 波形的方法。此模式基于双斜坡

操作。计时器重复地从BOTTOM 计到MAX，然后又从MAX倒退回到BOTTOM。

定时器/计数器的工作必须指定时钟源，无时钟源定时器不能工作。时钟源有内部时钟源和外部时钟源，由CS02,CS01,CS00位选择。

外部时钟源由T0引脚输入。

OC0为T/C0的输出引脚，即设置当TNCT0和OCR0数值相等时，外部输出引脚OC0上的电平变化。

TCNT0-计数寄存器:通过它寄存器可以直接对计数器的8 位数据进行读写访问。OCR0-输出比较寄存器:包含一个8 位的数据，不间断地与计数器数值TCNT0 进行比较。匹配事件可以用来产生输出比较中断，

或者用来在OC0 引脚上产生波形。

T/C1 真正的16位定时器/计数器，能够输出16位的PWM，有两个独立的输出比较单元。具有输入捕捉功能。

捕捉输入：用于精确捕捉一个外部事件的发生，记录事件发生的时间印记，如：精确测量脉冲宽度。

FOC1A/FOC1B只有当WGM13:0指定为非PWM模式时被激，对其写1后，波形发生器将立即进行比较操作。

ICES1:该位选择使用ICP1 上的哪个边沿触发捕获事件。ICES 为"0”选择的是下降沿触发输入捕捉； ICES1 为"1”选择的是逻辑电平的

上升沿触发输入捕捉。

输出比较寄存器1A ：16位，由OCR1AH,OCR1AL组成输出比较寄存器1B：16位，由OCR1BH,OCR1BL组成

该寄存器中的16 位数据与TCNT1 寄存器中的计数值进行连

续的比较，一旦数据匹配，将

产生一个输出比较中断，或改变OC1x 的输出逻辑电平。

输入捕捉寄存器：16位，由ICR1H,ICR1L组成，当外部引脚ICP1(或T/C1的模拟比较器)有输入捕捉触发信号产生时，计数器TCNT1中

的值写入ICR1

中。ICR1 的设定值可作为计数器的TOP 值。

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