AVR CTC 模式下的 16 位定时器

Posted 2023-02-17

【中文标题】AVR CTC 模式下的 16 位定时器

【英文标题】：16-bit timer in AVR CTC mode

【发布时间】：2014-01-02 17:25:10

【问题描述】：

我正在尝试使用 Arduino Uno 板（ATmega328，16 MHz）来实现这一目标。于是我在网上搜索了一下，想到了这样的东西：

unsigned long Time=0;

int main (void)

  Serial.begin(9600);

  cli();

  TCCR1A = 0;
  TCCR1B = 0;
  TCNT1  = 0;

  OCR1A = 15999; // Compare value

  TCCR1B |= (1 << WGM12)| (1 << CS10); // Prescaler
  TIMSK1 |= (1 << OCIE1A); // Enable timer compare interrupt

  sei();

  while(1) 

    Serial.println(TCNT1);
  

  return 0;



ISR(TIMER1_COMPA_vect)

  Time++;
  Serial.println(Time);

我正在尝试实现 1 kHz 的频率，因此我将能够创建几毫秒长的间隔。

这就是为什么我选择比较值是 15999（所以 16000-1）和预分频器等于 1，所以我得到（至少我认为是正确的计算）：

Frequency = 16.000.000 MHz/16000 = 1000 Hz = 1 kHz

现在的问题是，即使Serial.println(TCNT1) 向我显示的数字计数到 16000，回零，最多 16000，回零，...，Serial.println(Time) 只计数到 8，它只是停止计数，尽管 TCNT1 仍在计数。

我在某处想过某种溢出，但我想不出在哪里；我想出的唯一一件事是比较值可能太大了——我认为——自2^16 -1=65.535>15999以来显然不是这种情况。

例如，如果我制作预分频器，假设为 64，并保留比较值，Time 将按预期计数。所以我想知道：为什么ISR() 在值为 8 时停止被调用，但在调出预分频器时工作？

【问题讨论】：

Time 声明在哪里？

这对我来说看起来像是一个竞争条件，你正在从中断处理程序和主循环中打印。想象一下您将如何实现 Serial.println 以及如果 IRQ 被触发并开始尝试打印而主循环已经在打印不同的消息会发生什么。从中断处理程序调用像这样的高级系统函数根本是一个主要的禁忌，除非你非常确定你在做什么以及库提供的重入保证，它们不像线程那样可以被锁定并安全恢复

@doynax 我明白你想说什么，问题是即使我注释掉它仍然会发生，即 Serial.println(TCNT1) ；它仍然只计算时间直到值 8 （如果我也将最后一个 Serial.println() 注释掉并且使输出（即通过 LED 可见）也是如此）

@VGD：很好奇，那我不能直接发现问题，我担心我现在手边没有板子。尝试从程序中删除所有不相关的内容，包括串行库，并在中断停止触发后使用调试器闯入程序以检查寄存器。哦，以防万一

【参考方案1】：

我不确定，但根据您使用的 Arduino 版本，println 调用会被阻塞。如果你调用它的速度快于它在 ISR 中的完成速度，堆栈就会溢出。

如果您想要更高分辨率的计时，可以尝试在您的Loop() 中区分 getMicroseconds 结果。您应该在Loop() 中循环，远远快于每毫秒一次。

如果您想每毫秒执行一次，请捕获开始微秒，然后在 Loop() 函数的条件中从当前微秒中减去它。当你看到超过 1000 人做任务时...

【参考方案2】：

对于我的 Arduino Uno (16 MHz)，计时器的分辨率似乎太大了。选择较低的分辨率（即较高的比较值）为我解决了这个问题。

【讨论】：

16000 仅适用于 Timer1（这是一个 16 位定时器），而 Timer0 和 Timer2 是 8 位定时器。但是您正在使用 Timer1。