使用Timer1设置Arduino Uno（ATMEGA328P）PWM

Question

我想用16MHz Arduino Uno（ATMEGA328P）设置自定义频率（12Hz）和占空比（20％）。

AVR计算器产量：

ICR1 = 20833
OCR1A = 4167

我已经阅读了大量的论坛和论坛，但出于某种原因，我无法让它发挥作用。

以下是我的代码：

void setup()
{
  // PB1 is now an output (Pin9 Arduino UNO)
  DDRB |= (1 << DDB1);
  // PB2 is now an output (Pin10 Arduino UNO)
  DDRB |= (1 << DDB2);

      // Set PWM frequency/top value
      ICR1 = 20833;

      // Set PWM duty cycle
      OCR1A = 4167;

      // Set inverting mode (start low, go high)
      TCCR1A |= (1 << COM1A1);
      TCCR1A |= (1 << COM1B1);
      TCCR1A |= (1 << COM1A0);
      TCCR1A |= (1 << COM1B0);

      // Set fast PWM Mode
      TCCR1A |= (1 << WGM11);
      TCCR1B |= (1 << WGM12);
      TCCR1B |= (1 << WGM13);

      // Set prescaler to 64 and starts PWM
      TCCR1B |= (1 << CS10);
      TCCR1B |= (1 << CS11);
    }

    void loop() {
      // Refresh PWM frequency
      OCR1A = 4167;
    }

如果有人可以提供帮助，那就太棒了！

谢谢，

迪伦

Answer 1

好的，所以我似乎找到了这个问题。我没有为模式14中的快速PWM正确设置寄存器（ATMEGA328P有15个timer1模式）。经过大量的实验和进一步的阅读，下面是可变频率和占空比的正确设置。 ICR1表示TOP值（控制频率），OCR1A表示开关值（占空比）。

// ADJUSTABLE VARIABLES
// Strobe frequency
uint16_t timer1Prescaler = 64;
uint8_t strobeFreq = 20,
        strobeDutyCycle = 20;

void setup
{
  // Set PB1 to be an output (Pin9 Arduino UNO)
  DDRB |= (1 << PB1);

  // Clear Timer/Counter Control Registers
  TCCR1A = 0;
  TCCR1B = 0;

  // Set non-inverting mode
  TCCR1A |= (1 << COM1A1);

  // Set fast PWM Mode 14
  TCCR1A |= (1 << WGM11);
  TCCR1B |= (1 << WGM12);
  TCCR1B |= (1 << WGM13);

  // Set prescaler to 64 and starts PWM
  TCCR1B |= (1 << CS10);
  TCCR1B |= (1 << CS11);

  // Set PWM frequency/top value
  ICR1 = (F_CPU / (timer1Prescaler*strobeFreq)) - 1;
  OCR1A = ICR1 / (100 / strobeDutyCycle);
}

void loop()
{
  // main loop code
}

注意：在使用Arduino IDE时清除T / C控制寄存器很重要，因为它在执行setup（）函数之前会在幕后进行一些设置。

Answer 2

在将变量“ strobeDutyCycle”设置为大于50的任何数字后，PWM停止工作。这是因为变量“ strobeDutyCycle”声明为uint8_t，这意味着，例如，如果我们有51，则100/51将等于1，因为unsigned int（“ uint8_t”）会舍去小数部分。因此，任何大于50的数字都将获得相同的数字，这将导致OC1A输出引脚上的输出为0。  解决该问题的方法是将变量“ strobeDutyCycle”声明为float，然后在除法完成后将其强制转换为uint16_t。

float strobeDutyCycle = 60;
uint16_t timer1Prescaler = 1024;
uint16_t strobeFreq= 2;
...
float pwmFrequency = (F_CPU / (timer1Prescaler*strobeFreq)) - 1;
float dutyCycleDivisor = 100 / strobeDutyCycle;
float pwmValueWithDutyCycle = pwmFrequency  / dutyCycleDivisor;

ICR1 = (uint16_t)pwmFrequency;
OCR1A = (uint16_t)pwmValueWithDutyCycle;

Answer 3

Dylan144GT 的答案非常好，但我想提醒一下，如果用最小的舍入误差完成方程，效果会更好。在他的代码中，“ strobeFreq”和“ strobeDutyCycle”全都以频率表示，方程式将返回整数，如果您尝试插入十进制值，这将引起一些问题，这将是有意义的。让我举一个例子：

完整的数据表“ ATmega48A-PA-88A-PA-168A-PA-328-P-DS-DS40002061A ”在第16.9节中提供了一些非常有用的公式。 CTC模式下的频率如下：

我们可以修改此方程式，以便为我们提供波形的周期而不是频率。为此，我们必须记得在16.9.2节中，CTC波形以切换模式（COMnA模式3）连接，因此我们必须删除2，因为我们正在使用快速PWM模式。我们还必须用ICRn替代OCRnA，因为在快速PWM模式14中，TOP值是由ICRn触发的，而不是像CTC模式4中那样由OCRnA触发的，就像这样：

我们可以重新计算等式，以根据周期为我们提供ICRn值：

如果用时钟频率（16.000.000Hz = 16MHz）用N代替1024，用f_clk_I / O代替N，我们将观察到在0.128s之类的时间段内，结果将是

这是不可能的，因为我们不能在公式中键入小数点。 如果将单位从秒更改为毫秒，反之亦然，则可以将ICRn精度提高到个位数。要获得6.25KHz的频率，我们可以选择以下值：

由于“ strobePeriod”为10，因此“ dutyCycle”可以为1到10之间的数字。例如：占空比30％的OCR1A为3。

更高精度的代码：

// ADJUSTABLE VARIABLES
// Strobe frequency
uint16_t timer1Prescaler = 64; /* 1, 8, 64, 256, 1024 */
uint8_t strobePeriod = 50, /* milliseconds */
        strobeDutyCycle = 20; /* percent */

...

  // Set PWM frequency/top value
  ICR1 = (F_CPU*strobePeriod / (timer1Prescaler*1000) ) - 1; /* equals 12499 */
  OCR1A = ICR1 / (100 / strobeDutyCycle); /* equals 2499 */
}

...

我不得不写这篇文章，因为我通常在Assembly中编写代码，并且我需要高精度的应用程序。我希望这已被证明对某人有用。