AVR单片机中的定时器/计数器解析

"单片机设计技术：第6章 定时器计数器.ppt" 在单片机设计中，定时器/计数器是核心组成部分，它们用于执行各种时间相关的任务，如延迟、脉冲计数和生成特定频率的信号。本章节将深入探讨定时器/计数器的基本概念及其在AVR单片机中的应用。 定时器/计数器分为两种主要类型：内部时钟驱动的定时器和外部时钟驱动的计数器。当使用内部时钟时，定时器根据单片机的系统时钟周期进行递增，用于实现时间间隔的测量或生成定时事件。而外部时钟的计数器则依赖于外部输入信号的上升沿或下降沿来增加计数值，常用于计数外部脉冲。 在AVR系列单片机中，不同型号的设备配备了不同数量的定时器/计数器。例如，90S8538、mega8、mega16、mega162和mega32等中高端型号拥有3个定时器/计数器，分别是8位的T/C0、16位的T/C1以及8位的T/C2。其中，T/C0和T/C1可以作为定时器或计数器使用，还支持输入捕获、输出比较和PWM（脉宽调制）输出功能。而T/C2则具备定时器、计数器、输出比较和PWM输出的全部功能。 预分频器是定时器/计数器的重要组成部分，它用于降低输入时钟的频率，从而提供不同的定时器时钟源。在T/C0和T/C1中，它们共用一个预分频器模块，但可以设置不同的预分频值。这个预分频器是一个10位二进制计数器，可以产生4种不同的输出时钟频率：CK/8, CK/64, CK/256和CK/1024。这意味着定时器的时钟源可以是系统时钟的1/8、1/64、1/256或1/1024，这提供了广泛的定时精度和灵活性。 8位定时器/计数器0（T/C0）的内部结构包括时钟选择、控制逻辑和与之相关的输入/输出寄存器。对于开发者而言，理解并熟练使用这些寄存器至关重要，如TCCR0（定时器/计数器控制寄存器0）、TCNT0（定时器/计数器0）、TIMSK（定时器中断使能寄存器）和TIFR（定时器中断标志寄存器）。通过配置这些寄存器，可以设定定时器的工作模式、预分频值、中断功能以及读写计数值。 总结来说，定时器/计数器在单片机设计中扮演着至关重要的角色，它们提供了灵活的时间控制和信号处理能力。理解其基本原理、内部结构以及如何通过编程控制它们，是进行高效单片机开发的基础。在AVR单片机中，定时器/计数器的多样性使得它们可以适应各种复杂的嵌入式应用需求。