关于嵌入式C中的定时器

所以我明天要考试。我错过了一次讲座，但我有教授的讲座录音。在讲座中，教授提到我们需要知道计时器在嵌入式处理器中是如何工作的

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我有一个基本的理解，但我对数学部分感到困惑。教授说，例如，他将给我们一个以某个速率X运行的12位计时器。我们必须先设置计时器值，然后等待它溢出。如果我们想让计时器等待3毫秒，我们应该将计时器设置为什么

此外，教授说，“这是一个简单的数学，给我们时钟等于1000000，时间将是1000，所以我们可以很容易地进行除法。”

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谁能解释一下定时器是如何工作的，我需要做些什么才能正确地得到数学部分。

大多数嵌入式定时器的工作原理如下：

• 将计时器设置为某个初始值T
• 启动计时器
• 定时器每时钟递减一次
• 当定时器达到0（或下溢超过0）时，产生中断

因此，经过的时间将只是

T/timer\u clock\u rate

，其中T是初始计时器值，

timer\u clock\u rate

将取决于您如何配置计时器

因此，例如，如果您想要3毫秒的延迟，并且您的计时器时钟频率为1 MHz（即计时器每1µs递减一次），那么您需要3000（3000 x 1µs=3毫秒）的初始计时器值

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编辑：另请参见@Rev1.0的答案-显然AVR定时器是向上计数而不是向下计数-请注意，其他一些微控制器系列使用倒计时定时器。然而，同样的一般原则也适用于这两种情况，但根据你是向上计数还是向下计数，你将加载的初始常数将有所不同。

虽然保罗的例子可能足以让你了解它是如何工作的，但它解决的问题与你的问题有所不同

当计时器达到最大值时，会发生上述溢出。对于12位计时器（2^12），这将是4096。如果给定的时钟频率为1MHz（每滴答1us），你必须数到3000才能得到3ms，就像保罗已经指出的那样

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因此，您可以将计时器的初始值设置为4096-3000=1096，以在3ms后获得溢出。

只需按照尺寸进行操作即可。X是每秒的周期数，假设一个刻度是一个周期（如果有一个预分频器，那么这里还有另一个调整，计时器以刻度计）。一秒钟是1000毫秒。所以，只要把所有这些维度都安排好，这样它们就可以相互抵消，只留下你想要的一个维度

1 tick     X cycles   1 second            3 milliseconds
-------- * -------- * ----------------- * -------------- 
1 cycles   1 second   1000 milliseconds

把所有的单位都除掉。从小学数学（几乎）来说，任何除以它本身的东西都是一，只要把它应用到单位上就行了。离开：

1 tick    X     1       3 
------ * --- * ----- * --- 
1         1    1000 

所以无论你的定时器时钟源频率是多少，以每秒周期数（Hz）为单位，乘以3，再除以1000。如果该时钟频率为1000000，则（1000000*3）/1000=3000

这就是为什么你可以很容易地计算出什么是乘什么是除，对每一种风格的转换都有效。英里/小时到公里/秒，随便什么

然后按照Rev1.0的答案或Paul R

有时，您必须注意一件N-1的事情，这件事情要么记录在案，要么您可以进行测试。例如，如果您有一个向下计数器，文档会/应该说如果计时器在达到零或之后滚动或中断，通常是在之后，当实际滚动发生时，因此3000到0（包括3000到0）是3001计数，您会稍微关闭一点，因此对于这样的系统，您需要使用2999编程计时器以获得3000个刻度。对于递增计数器，它通常是两种方式之一，从0计数到编程值，相同的交易计数从0到2999，以获得3000计数，因此您可能会在寄存器中编程2999，而不是3000。或者，您编程的值是Rev1.0显示的开始计数，滚动是在所有1的值之后，不管寄存器大小是什么，在这种情况下，他们告诉您12位是0xFFF，不要犯0xFFF-3000错误，得到1095，很容易做到，就像Rev1.0显示的那样（0xFFF+1）-3000=4096-3000=1096，这是您的开始计数

对于预分频器也是一样，你必须非常仔细地阅读他们说的话，你是将2除以2还是将1除以2？如果编程为0，则会发生什么情况？被1除或无效，或被最大值除，或除数设置无效？这与量纲分析有什么关系？滴答声/周期。一个除以8的预分频器意味着每8个周期你会得到一个刻度，这就是1刻度/8个周期

现在，有时你会有一个系统时钟，为外围时钟分频，外围时钟为计时器供电，那么你可能会有一个预分频器，所以n个系统时钟/1个外围时钟，然后1个外围时钟/1个计时器时钟，然后1个刻度是M个计时器时钟。把所有的东西都排好，这样除了一个就可以取消了

你也可以反过来做，你会也应该这样做。从现在的数字来看，3000个计时器滴答声是3ms或0.003秒。3000/0.003为每秒滴答数或每秒1000000个周期

但是如果我们有一个不同的控制器或者一个不知道时钟的控制器（或者我们知道一个水晶，但我们怀疑在文档中找不到一个预分频器），那么让计时器滚动4096个滴答声，例如，我们用秒表或示波器或其他东西测量它，在这两种情况下都不太准确，但可能会给我们一个足够粗略的想法，以确定是否有预分频器，或者如果有一个pll乘以时钟，我们实际运行的是什么时钟，等等。假设每4096个计时器滴答声为0.0005秒，4096/0.0005=8192000 hz。现在，如果示意图中的晶体/振荡器或者我们可以读出零件上的16Mhz，那么8000000/4096=0.000512是有意义的，8Mhz是16Mhz的一半，

while(1)
{
while((read_timer()&0x1000)==0) continue;
turn_gpio_on();
while((read_timer()&0x1000)!=0) continue;
turn_gpio_off();
}