AVR单片机中断与定时器16位模式解析：OCR1A与OCR1B

"这篇资料主要介绍了中断和定时器在AVR单片机中的应用，特别是输出比较寄存器OCR1A和OCR1B在PWM模式下的工作原理和配置。" 在计算机系统中，中断是一种重要的机制，使得CPU能够处理突发事件。当CPU正在执行主程序时，如果遇到中断事件，它会暂停当前任务，转向处理中断事件，完成后再返回到原先的位置继续执行。中断源是触发中断的设备或事件，如定时器超时、外部输入信号等。中断系统包括中断请求、中断响应、中断服务和中断返回四个阶段。 在AVR单片机中，中断系统支持多种中断源，其中包括定时/计数器1(Timer/Counter1)。Timer/Counter1是一个16位的计数器，可以工作在不同的模式，例如普通模式、CTC模式、快速PWM模式、相位修正PWM模式、相位频率修正PWM模式和输入捕获模式。 普通模式下，Timer/Counter1根据预设的时钟频率，每次时钟脉冲到来时，计数寄存器的值递增1。这个模式类似于51单片机的定时计数器。在使用中断时，需要开启全局中断。 CTC模式(Clear Timer on Compare Match)用于生成50%占空比的方波信号或者精确的定时信号。在这种模式下，当计数器达到OCR1A设定的最大值时，会产生比较匹配中断OCF1A。 PWM(Pulse Width Modulation)模式常用于电机控制、电源调节等领域。快速PWM模式下，计数器从零开始递增，当达到OCR1A设定的阈值时，输出状态翻转，直到达到最大值ICR1，然后复位，形成一个周期。在WGM1设置为4时，中断由OCR1A匹配触发；设置为12时，中断由ICR1输入捕捉触发。PWM的频率可以通过预分频因子N来调整，公式为fOCn = fclk_IO / (2*N*(1+TOP))。 输出比较寄存器OCR1A和OCR1B在PWM模式中起关键作用，它们定义了PWM波形的高电平持续时间，从而决定了占空比。通过修改这些寄存器的值，可以改变PWM输出的频率和占空比，实现不同应用的需求。 总结来说，AVR单片机的中断和定时器功能，尤其是输出比较寄存器OCR1A和OCR1B，提供了灵活的定时和信号生成能力，广泛应用于实时控制、通信和其他需要精确时间同步的场合。正确理解和使用这些功能，对于开发高效的嵌入式系统至关重要。