Tài liệu Tự học AVR - phần 4 - Cách dùng Timer trong vi điều khiển AVR doc

Tự học AVR - phần 4
AVR - Cách dùng Timer trong vi điều khiển AVR
Sử dụng bộ định thời là nhu cầu của nhiều lập trình viên. Thông thường mỗi
loại vi điều khiển đều có bộ định thời. Hôm nay VAGAM xin giới thiệu tới
các bạn bài viết về cách dùng Timer trong vi điều khiển AVR.
Đặc tính
- Bao gồm các bộ timer 8bit 16 bit, thường có từ 3 – 4 bộ Timer
- Có các kênh PWM (từ 4 đến 8 kênh tuỳ loại )
- Bao gồm nhiều chế độ ngắt và PWM …
- Có thể là một kênh đếm riêng biệt
- Tự động xoá Timer trong chế độ so sánh(tự động nạp lại)
- Có chế độ PWM
- Tạo ra tần số
- Đếm các dự kiện ngắt ngoài
- Tạo ra các ngắt tràn và ngắt so sánh
....
Các chế độ hoạt động của timer
Chế Độ Thông Thường:
Đây là chế độ hoạt động đơn giản nhất của Timer .Bộ đếm sẽ liên tục đếm
tăng lên cho đến khi vượt quá giá trị lớn nhất TOP và sau đó sẽ được khởi
động lại tại giá trị Bottom.Trong các hoạt động thông thường thì cờ tràn sẽ
được thiết lập khi giá trị trong Timer đạt giá trị không và không bị xoá
đi.Tuy nhiên nếu mà ngắt tràn được chấp nhận thì cờ ngắt sẽ tự động bị xoá
khi ngắt được thực hiện.Giá trị trong Timer có thể được viết vào bất cứ lúc
nào
Ch
ế Độ So Sánh (CTC):
Đấy là chế độ mà giá trị trong Timer luôn được so sánh với giá trị trong
thanh ghi ORC .Khi giá trị trong Timer bằng giá trị trong thanh ghi ORC thì
giá trị trong Timer sẽ bị xoá đi.Giá trị trong ORC đóng vai trò là giá trị
TOP cho bộ đếm.Chế độ này cũng cho phép tạo ra tần số so sánh ở đầu

ra.Tuy nhiên trong chế độ này nếu giá trị mới ghi vào thanh ghi ORC mà
nhỏ hơn giá trị tức thời của bộ đếm thì thì 1 so sánh sẽ bị lỡ, khi đó bộ đếm
sẽ đếm đến giá trị lớn nhất sau đó rơi xuống giá trị 0 trước khi so sánh tiếp
theo xuất hiện.
Sơ đồ thời gian của chế độ CTC
Chế Độ Fast PWM:
Cho phép tạo ra sóng với tần số cao.Sự khác biệt cơ bản giữa Fast PWM
với các loại PWM khác là nó chỉ sử dụng 1 sườn dốc.Bộ đếm sẽ đếm từ
Bottom đến Max sau đó khởi động lại từ bottom. Trong chế độ không đảo
đầu ra của chân so sánh OCx sẽ bi xoá khi có phép toán so sánh giữa
TCNTx và thanh ghi ORC là bằng nhau. Và sẽ được sét lên 1 khi giá trị đạt
Bottom. Trong chế độ đảo ,đầu ra đảo sẽ được set lên 1 khi sự so sánh giữa
thanh ghi ORC và giá trị trong Timer bằng nhau và sẽ bị xoá khi giá trị đạt
Bottom.Trong cả hai trường hơp này tần số của chế đô Fast PWM đều gấp
đôi so với chế độ phase correct PWM sử dụng hai sườn dốc
Với tần số cao này chế độ độ Fast PWM rất tốt cho các ứng dụng như ADC
hay chỉnh lưu.Ngoài ra với tần số cao giúp làm giảm kích thước của thiết bị
ngoài như cuộn dây tụ từ đó giúp làm giảm toàn bộ chi phí cho hệ thống
Sơ đồ dưới đây mô tả chu kỳ thời gian của chế độ:
Biều đồ thời gian chế độ Fast PWM
Chế độ Phase correct PWM:
Chế độ này hoạt động dựa trên hai sườn lên xuống.Bộ đếm sẽ đếm liên tục
từ giá trị BOTTOM đến giá trị MAX và sau đó từ giá trị MAX đến giá trị
BOTTOM.Trong chế độ so sánh không đảo chân so sánh (OCx) sẽ bị xóa
khi giá trị TCNTx bằng giá trị OCRx trong quá trình đếm lên và sẽ được set
bằng 1 khi giá trị so sánh xuất hiện trong quá trình đếm xuống.Chế độ so
sánh đảo thì các giá trị là ngược lại.Với hoạt động hai sườn xung này thì
chế độ này không tạo ra được tần số nhỏ như chế độ một sườn xung .Nhưng
do tính cân đối của hai sườn xung thì nó tốt hơn cho điều khiển động cơ
Chế độ phase correct PWM hoạt động cố định là 8 bít.Trong chế độ này bộ

đếm sẽ tăng cho đến khi đạt giá trị MAX ,khi đó nó sẽ đổi chiều đếm.Biểu
đồ thời gian đây mô tả hoạt động của toàn bộ quá trình:
Từ biểu đồ thời gian ta nhận thấy việc thay đổi tần số trong hoạt động của
phase correct PWM có thể thay thế bằng hai giá trị là MAX và BOTTOM.
Nó linh hoạt hơn so với chế độ Fast PWM.
Tần số có thể tính theo công thức như sau:
f=fc/N*510
Trong đó N tạo ra bởi bộ chia nó có các giá trị là:1,8,64,256 hoặc 1024
Các thanh ghi trong bộ Timer/ Counter:
Thanh ghi điều khiển - TCCRx:
Bít 3,6 –WG00-WG01: Đây là các bít chọn chế độ trong Timer.Các giá trị
được mô tả trong bảng sau.
Bảng chọn chế độ Timer:
Bít 5-4 : COM00-COM01: Quy định giá trị đầu ra trong các phép so sánh
Bít 2: 0 – CS2:0 :Đây là các bít quy định xung cấp cho hoạt động của
Timer.Bảng dưới đây mô tả toàn bộ các giá trị
Chọn chế độ cho xung Clock
Thanh ghi cờ ngắt-TIFR:
Bít 1-OCFx : Khi hai giá trị bằng nhau bít này được set lên bằng 1
Bít 1-TVOx : Khi bộ đếm vượt quá giá trị Top thì bít này được set bằng 1
Thanh ghi mặt nạ ngắt-TIMSK:
Bít 1 – OCIEx: khi bít này được set lên bằng 1 thì cho phép ngắt so sánh
Bít 0 –TOIEX : Khi bít này được set lên bằng 1 thì cho phép ngắt tràn
đoạn chương trình trên dùng timer1. Timer này là bộ đếm 16bit nên giá trị
đếm được tối đa là FFFF. Trong phần khởi tạo Timer ta khởi tạo xung clock
cho bộ đếm là 125Khz = 125000 có nghĩa là bộ đếm sẽ đếm được 125000
giá trị trong 1 giây. Ta làm phép tính như sau:
125000 số ----1 giây
? số----- 0,02 giây (20ms)
ta tính được trong 20ms bộ timer sẽ đếm được là: 125000x0.02= 2500 số.

Ta cần là làm sao cho timer1 đếm được 2500 số sẽ tràn có nghĩa là cần phải
nạp vô nó một giá trị xác định trước (mặc định nó sẽ đếm từ 0000>FFFF và
bị tràn) giá trị này sẽ nhỏ hơn 65535(FFFF) là 2500 (9C4 Hexa) vậy ta tính
được giá trị cần nạp lại sau mỗi lần tràn là FFFF- 9C4 = F63B.
c code
1. #include
2.
3. unsigned char count=0;
4.
5. interrupt [TIM1_OVF] void
timer1_ovf_isr(void) //ngat xay ra sau 20ms
6. {
7. TCNT1H=0xF6; //giá trị nạp lại TCNT1L=0x3B;