计时器精度和中断

Question

我有一个PIC24F好奇板(PIC24FJ128GA204)，我正试图用TIM1获得准确的第二个时钟。作为信号源，我使用辅助振荡器，它使用32678 kHz xtl。

定时器配置为32个周期，相当于1ms

void TMR1_Initialize (void)
{
    //TMR1 0; 
    TMR1 = 0x0000;
    //Period = 0.001 s; Frequency = 32000 Hz; PR1 32; 
    PR1 = 0x0020;
    //TCKPS 1:1; TON enabled; TSIDL disabled; TCS External; TECS SOSC; TSYNC enabled; TGATE disabled; 
    T1CON = 0x8006;


    IFS0bits.T1IF = false;
    IEC0bits.T1IE = true;

    tmr1_obj.timerElapsed = false;

}

因此，每隔1ms就会调用下面的中断，其中ms的计数存储在uint32_t变量中

void __attribute__ ( ( interrupt, no_auto_psv ) ) _T1Interrupt (  )
{    
    tmr1_obj.count++;
    tmr1_obj.timerElapsed = true;
    IFS0bits.T1IF = false;
}

在主循环中，我在tmr1_obj.count变量上执行了一次繁忙的等待，当它达到1000时，将以UART发送一条消息。

int main(void)
{
    // initialize the device
    SYSTEM_Initialize();
    TMR1_Start();


    char msg[] = "A\r\n";        
    while (1)
    {
        // Add your application code
        int value = TMR1_SoftwareCounterGet();

        if (value == 1000) {                                
            printf("%s", msg);
            TMR1_SoftwareCounterClear();                                  
        }        
    }

    return -1;
}

在UART的另一边，我有一个应用程序，它读取消息并记录收到消息的时间以及与前一条消息的毫秒差。

问题是，我对每条消息有大约8ms的累积。

22:05.026   1008
22:06.035   1009
22:07.045   1010
22:08.054   1008
22:09.063   1008

由于怀疑可能与UART传输经常中断有关，我尝试每10秒发送一次消息，而不是1秒。延迟一直累积到每10秒约80毫秒。

最后，这32个刻度可能不对应于1毫秒，而对应于1.x毫秒。为了测试，我将周期更改为32768，即1秒。我原以为结果大致相同，但事实并非如此

31:15.216   999
31:16.216   999
31:17.216   1000
31:18.216   999
31:19.216   999
31:20.215   999
31:21.216   1000

似乎周期会影响计时器的精度。我不明白是怎么回事。会不会是每一次中断都损失了一些微秒？我在数据表上看不到任何东西，但我找不到任何其他解释。

Answer 1

请记住，在设置PIC24的周期时，您必须将"0“视为刻度，因此您希望将周期设置为比所需周期小1刻度(在本例中为31)。

考虑一下，如果你想要一个5刻度的周期。如果将周期寄存器设置为5，它将执行以下操作：

0->1 = 1 tick
1->2 = 2 ticks
2->3 = 3 ticks
3->4 = 4 ticks
4->5 = 5 ticks
5->0 = 6 ticks

因此，您真的希望将该值设置为4以获得5个刻度(或将值设置为31以获得32个刻度)。

现在转到你的8ms。由于您将其设置为32，因此您将获得33个刻度。每个刻度是: 1/32768秒

其中33个是33/32768，或者说大约是1.007ms。1000给你额外的7毫秒，这相当接近你的8毫秒。所以你真正的问题是你试图使用一个不精确的值，随着时间的推移，它会累积误差。即使你将周期设置为31 (给出32个刻度)，你也会被关闭，因为你不能从32768 Hz的晶体中得到精确的1ms。

您可以做的一件事是将周期设置为31 (或32刻度)，并与1024刻度(而不是1000刻度)进行比较。这应该更接近1秒，如果不准确的话(公差不能承受)。你的中断不会精确到1ms，但你的1秒将非常接近。