错误的脉冲串时序

Question

我在使用 16MHz 时钟的 Arduino atmega328p-pu 上的定时器时遇到一些问题。

我有一个非常简单的程序，只有一个定时器、两个 ISR 和一个引脚。

该程序执行以下操作：遍历 'sequence' 的位并分别将 pin4 设置为高电平或低电平。然而，它并没有在整个期间将位设置为高电平，只有 1/12。您在下面看到的是一个从 0 到 340 计数的单个计时器。在 28 处有 ISRB，然后 ISRA 在 340 处发生，然后它循环（这就是 CTC 模式所做的，在 ISRA 之后循环）。 ISRB 始终关闭引脚，ISRA 处理引脚是否应为高电平。

那么问题来了。所有时序都适用于每一位，但由于某种原因，循环事件导致脉冲间隔缩短。是缩短，而不是加宽（如果有什么是我所期望的，因为执行循环事件的额外时钟周期）。

它使波形看起来像这样。

_|_|_|_|_ _ _ _ _|_|_|_||_|_|_|_ _ _ _

可以看出问题出在两个数据包的连接处，但其余时间都很好。我似乎无法找到原因。

#include <stdint.h>

uint32_t sequence =0b111100001111;      // example data sequence
uint8_t packetlength = 12;
uint8_t index = 0;

void setup(){
    DDRD = 0xFF;      // all port D as input
    bitSet(DDRD, 4);  // board pin 4 output
    bitSet(PORTD, 4); // start high

    // initialize timer1 
    TCCR1A = 0;               // zeros timer control register
    TCCR1B = 0;          
    TCNT1  = 0;               // sets timer counter to 0

    OCR1A = 340;              // compare match register 340*62.5ns = 21.25us
    OCR1B = 28;               // 28*62.5ns = 1.75us

    TIMSK1 = 0;
    TCCR1B |= (1 << WGM12);   // CTC mode
    TCCR1B |= (1 << CS10);    // CS10 no prescaler (use CS12 for 256 prescaler for testing)
    TIMSK1 |= (1 << OCIE1A);  // enable timer compare A interrupt
    TIMSK1 |= (1 << OCIE1B);  // enable timer compare B interrupt
}

ISR(TIMER1_COMPA_vect){          // controls bit repeat rate
    if (bitRead(sequence,index) == 1){
            bitSet(PORTD, 4);    //set high
    }
    index ++;
    if (index == packetlength){   //loop over when end reached.
        index = 0;
    }
}

ISR(TIMER1_COMPB_vect){          // controls duty cycle
    bitClear(PORTD, 4);          // set low
}

void loop(){
    //nothing
}

编辑：4 月 5 日。显示脉冲序列间周期缩短的示波器照片。重要的测量值是BX-AX

正常。 340 + 6 个计算时钟周期（范围内的最佳估计）

不好。定时器在中断触发前仅计数 284 个周期。

也很糟糕，但问题不大。这个脉冲太宽了，无法通过将位设置为低所需的时钟周期来合理解释。似乎需要 17 个，我预计需要 3 个。

Answer 1

我不明白为什么您应该期待位输出的精确计时。中断在请求延迟后开始，这将根据每条指令的指令执行时间而有所不同运行在任何被中断的情况下。我怀疑（没有在您的问题报告中看到证据）您看到的变化与指令执行时间变化相同。

如果您想要精确的硬件输出时序，您必须使用 never-interrupted 编程 I/O 或使用 uP 硬件外设集的各种 flip-bit-upon-timer-compare 功能。 ISR 可用于为下一次比较进行设置，但不能直接翻转输出位。

一旦您了解了如何设置硬件在比较器匹配时执行的操作，在单个 ISR 中完成所有操作会更简单。该服务例程可以安排条件位设置和随后的无条件位清除。您可能希望 ISR 在周期的较长部分运行，以便您的 [a] ISR 代码的实际运行中的延迟不会导致设置太晚了。

[一个。除了您的 ISR 代码之外，编程环境还导致一些上下文保存恢复以包装您编写的内容。这可能会增加预期之外的执行周期。 Auto-generated context save/restore 通常会过度隐藏状态，这样天真的程序员就不会被奇怪的 foreground-background 交互所迷惑。 ]

错误的脉冲串时序

Erroneous Pulsetrain Timing

c

timer

isr

arduino-uno