PIC18F47K42 上的 Timer0 计数寄存器递增速度快于预期

Question

我是嵌入式新手，有点小问题。我认为问题出在我的代码上。但是我翻了几十遍都没找到bug

我有一个 Timer0，我可以用 16 位编程（最多可以计数到 65536）。有一个寄存器位 TMR0L 和 TMR0H，它们在每个时钟边沿或时钟信号的倍数递增。我希望它增加，比如说，每 0.00001 秒。

根据我的数据表，我设置了这些设置：

OSCFRQ = 0x02; //--- HFFRQ 4_MHz
T0CON0 = 10010000; //--- Module Enabled; Timer is 16bits; 1:1 postscaler
T0CON1 = 01010101; //--- Fosc/4; 1:32 prescaler

我的数学不是特别好，但我当然可以做基本的算术。我的时钟是 4Mhz。我使用 clock/4 作为我的 Timer0 的输入。所以这给出了 1MHz 的频率。 1000000/32 = 31250Hz，每次计数 0.000032 秒。一毫秒 (0.001/0.000032 = 31.25counts)，所以为了有一个毫秒，我必须用这些参数计算大约 31 次。对吗？

//Delay function that can delay from 1 milisecond to 2000 miliseconds.
//Uses timer0.

void countDelay(int ms_delay)
{
    //unsigned int oscFreq = ((1<<(00001111&OSCFRQ))*1000000)/4;
    //unsigned int Prescaler = (1<<(00001111&T0CON1));

    unsigned int oscFreq = 4000000;
    unsigned int Prescaler = 32;
    float countTime = (Prescaler/(oscFreq/4)); 

    int countsNum = (int)(((ms_delay/1000)/countTime));

    char endCountDelay = 0;
    TMR0L = 0x00;
    TMR0H = 0x00;
    unsigned int Time16 = 0x0000;

    while(endCountDelay == 0)//PORBLEM
    {
        Time16 = 0;
        Time16 |= TMR0L;
        Time16 |= (TMR0H<<8);
        if (Time16 >= countsNum)
        {
            endCountDelay = 1;
        }
    }

}

而我的主要代码就是下面的代码。它使 LED 闪烁。我想让它每秒都变亮。所以 31250 很重要。这不是问题，因为我检查了另一个函数，定时器真的是 16 位。最高可达 65k。

void main(void)
{
    // Initialize the device
    SYSTEM_Initialize();

    while (1)
    {

        countDelay(1000);
        LATA0 = 0;
        countDelay(1000);

        LATA0 = 1;

    }
}

使用该代码，我可以看到 LED 始终亮着。使用示波器，我检查 signal:141.76Hz 我们应该看到0.5Hz，循环周期为2秒，即0.5Hz。

所以，简而言之，我们 283 倍太高了。这接近于 2^8 的 256。所以我相信这是我的代码中的一个错误。也许我的延迟功能中有什么？有人有想法吗？

编辑#1：我做了其他测试。我改变了变量的值。不改变结果。信号保持 141Hz，+/- 10Hz。即使x16的时钟速度。

改变预分频值几乎是一样的。这次信号保持在 141.76Hz。

编辑#2：我在我的 pickit 中使用了调试器。看起来像我这样做的时候。

int countsNum = (((ms_delay/1000)/(Prescaler/(oscFreq/4))));

结果为 0。知道为什么吗？不应该。

编辑#3：当我使用 long 类型时，它给了我 2.51 亿。

编辑#4：验证时钟速度。没关系。但是，这种计算，即使所有整数都行不通。 countsNum的答案是74，但应该是15.

unsigned int ms_delay = 500;
unsigned long oscFreq = 4000000;
unsigned long Prescaler = 32768;
unsigned int countsNum = ((ms_delay)/((Prescaler)/(oscFreq/4000)));

Answer 1

这里很难指出确切的问题。我们需要先验证几个硬件假设：

您的主时钟实际上运行ning 为 4 MHz。

您的计时器实际上以 1MHz 的频率计数。仔细检查预分频器设置。

现在，假设硬件时钟已检查完毕，我发现您的时间->计数计算存在问题。

int countsNum = (((ms_delay/1000)/(Prescaler/(oscFreq/4))));

让我们评估一下这条线。

ms_delay 是传递给特定可变时间延迟的参数。看起来这是以毫秒为单位的。但是，不要忘记我们正在做整数数学！因此，对于任何低于 1000 的值，ms_delay/1000 将计算为零。

您可能需要研究浮点计算。或者您需要更改 countsNum 的计算方式以防止除法返回零。

@编辑 4:

unsigned int ms_delay = 500;
unsigned long oscFreq = 4000000;
unsigned long Prescaler = 32768;
unsigned int countsNum = ((ms_delay)/((Prescaler)/(oscFreq/4000)));

让我们用整数来计算一下。

countsNum = (500)/((32768/(4000000/4000))
countsNum = (500)/((32768)/(1000))
countsNum = (500)/(32)
countsNum = 15

即使所有这些数字都使用浮点数，结果也是 15.259。而你得到的是 74？

PIC18F47K42 是一个 8 位部件，您使用的是 'long' 值，这使得它们有 16 位宽。因此，这些变量的范围是 [0, 65535]（无符号）或 [-32768, 32767]（有符号）。如果此算术的任何结果超出此范围，则值回绕。对于此计算，您可能溢出或下溢了可变宽度。尝试包含并使用类型 int32_t 或 uint32_t。如果这解决了您的问题，则表明存在 overflow/underflow 问题。如果可以的话，你可以尝试做一些编译时的表达式。

@评论2：我重新阅读了这个问题。我想我们可能把它搞得太复杂了。如上所述，您的 16 位定时器有一个 4MHz 的时钟，预分频器为 4，留给我们一个有效的 1MHz 时钟。这具有 1 微秒的周期。使用 16 位计数器，这意味着我们溢出：

 65536 * 1uS = .065535 seconds = 65.536 millisecond

现在，如果我们想找到运行 1 毫秒的适当计数量，那么我们需要等待多少次 1 微秒的计数才能达到 1 毫秒？直观上，我们需要 1000 微秒才能得到 1 毫秒。

所以，我们还剩下多少滴答声@1 微秒，我们需要得到 1 毫秒？让我们向后工作，然后根据给定的变量进行计算：

.001 = ntics * (1 / 1000000)
.001 = ntics * (1 / (4000000/4))
.001 = ntics * (1 / (timer_clk / timer_psc))
-so-
.001 * 1000000 = ntics
1000 = ntics

这是否解决了您的问题？

Answer 2

一个潜在的问题（但不确定它是否解释了所有问题）是延迟例程中的第三行

    Time16 = 0;
    Time16 |= TMR0L;
    Time16 |= (TMR0H<<8);
    if (Time16 >= countsNum)
    {
        endCountDelay = 1;
    }

TMR0H为8位寄存器。当您移动它时，您正在清除该寄存器。这有两个作用。首先，Time16 不应增加得那么快，其次，您直接作用于寄存器。根据数据 sheet，高字节是双缓冲的，因此在写入低位寄存器之前不应提交，但我会更改此设置，或者至少设置一个断点并查看0L 和 0H 以及随后的 Time16 值。

Answer 3

我找到答案了！原来，有一个寄存器是我的MCC插件自己写的。在 PIC18F47k42 中，寄存器

// NOSC HFINTOSC; NDIV 1; 
    OSCCON1 = 0x60;

控制系统时钟。原来它被设置为 0x61，它添加了一个由另一个寄存器设置的分频器。它的值为 4。

故事的寓意，请一一检查您的配置寄存器，不要总是相信插件！

PIC18F47K42 上的 Timer0 计数寄存器递增速度快于预期

Timer0 count register on PIC18F47K42 increments faster than expected

embedded

timer

cpu-registers