【嵌入式系统】定时 / 计数器及其应用

南方者
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定时 / 计数器的功能

  1. 计数：记录脉冲的个数，从而可以测量位移、速度、流量等物理量。
  2. 计时：通过已知频率的脉冲进行计数，可以实现精确计时。
  3. 产生PWM波：产生不同占空比的PWM波，实现数 / 模转换，从而可以对电机、开关电源等设备进行控制。

两种定时/计数器的脉冲信号源

  1. 外部脉冲信号源：从外部通过引脚进入单片机
  2. 内部脉冲信号源：由单片机内部脉冲振荡器产生

定时/计数器的四种工作模式与设定

模式T / C0 工作模式WGM01WGM00
①普通模式00
②PWM、相位可调模式01
③CTC模式10
④快速PWM模式11

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三种工作模式的比较

  • **普通模式：**用于计时。TCNT0需要在程序中赋值，顶是255
  • **比较匹配清0模式：**用于计时和产生占空比为50%的方波，顶是OCR0
  • **快速PWM模式：**用于产生不同占空比的方波，顶是255，OCR0是输出引脚的翻转点

T / C0 工作模式之普通模式

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应用例子：
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T / C0工作模式之比较匹配清0模式

WGM00WGM01
01

功能：

  1. 计时
  2. 产生占空比为50%的不同频率的方波（调频）

1. 计时功能
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2. 产生占空比为50%的不同频率的方波（调频）
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应用例子：
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T / C0工作模式之快速PWM模式

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应用例子：用PWM控制LED从暗到亮
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  1. LED在可承受的范围内，电流越大亮度越高
  2. 在此电路中，PA0输出5V，LED最暗
  3. PA0输出0V，LED最亮

公式：PWM波的等效电压 = 占空比 * 高电平电压
（例如：高电平电压为5V，占空比为20%，等效电压等于5*20%=1V）

应用例子：基于PWM的可调节亮度的LED灯

硬件：

  1. led接OC0引脚
  2. 两个按键分别接INT0和INT1引脚

软件：

  1. C/T0 设置为快速PWM模式
  2. 定义wide 变量，用于调节占空比的系数
  3. 在INT0的中断服务程序中，wide = wide +1
  4. 在INT1的中断服务程序中，wide = wide -1
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