B001-Atmega16-定时器2-(ques=4)
Atmega16-定时器2的使用 step by step。
编译环境：AVR Studio 4.19 +avr-toolchain-installer-3.4.1.1195-win32.win32.x86
芯片型号：ATmega16
芯片主频：8MHz
测试说明：
1、OC2引脚输出比较匹配的波形
2、PA0在TOV2中断时取反
3、PA1在OCF2中断时取反
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
第零步： 阅读手册
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
第一步： 普通模式
1、这一步使用普通模式输出脉冲，顺便测量一下自己设置的溢出时间是否OK。
测试代码：
Drv_Timer.h
// 定时器中断模式
typedef enum
{
INT_MODE_TOV = 0,
INT_MODE_OCF = 1,
INT_MODE_ICF = 2
} TIMER_INT_MODE;
// 定时器2
typedef enum
{
T2_WGM_NOMAL = 0, // 普通模式
T2_WGM_PHASE_PWM = 1,
T2_WGM_CTC = 2,
T2_WGM_FAST_PWM = 3,
T2_COM_MODE_NONE = 0,
T2_COM_MODE_TOGGLE = 1,
T2_COM_MODE_CLEAR = 2,
T2_COM_MODE_SET = 3,
T2_CLK_SOURCE_NONE = 0,
T2_CLK_SOURCE_CLK_1 = 1,
T2_CLK_SOURCE_CLK_8 = 2,
T2_CLK_SOURCE_CLK_32 = 3,
T2_CLK_SOURCE_CLK_64 = 4,
T2_CLK_SOURCE_CLK_128 = 5,
T2_CLK_SOURCE_CLK_256 = 6,
T2_CLK_SOURCE_CLK_1024 = 7
} TIMER2_MODE;
Drv_Timer.c
// ==========================================================================================================
// 定时器0/1/2 驱动模块
// ==========================================================================================================
#include "Drv_Timer.h"
#include <avr/interrupt.h>
// ==========================================================================================================
// TIMER2 初始化
//
// 参数：wave_mode 工作模式/波形产生模式选择
// OC_mode 比较匹配/PWM输出模式选择
// clk_source 时钟源和预分频选择
//
// 写TCCR2时需要清除bit7=FOC2
//
// 定时器溢出周期 T = ((1.0 / 8000000) * 1000000) * clk_source * 256 ( @ 8MHz )
// ==========================================================================================================
void Drv_Timer2_init(const uint8_t wave_mode, const uint8_t com_mode, const uint8_t clk_source)
{
uint8_t wgm20,wgm21;
wgm20 = wave_mode & 0x01;
wgm21 = (wave_mode & 0x02) >> 1;
// 写TCCR2时需要将bit7=FOC2清0
TCCR2 = (wgm20 << 6)| // 工作模式/波形产生模式选择
(wgm21 << 3)|
((com_mode & 0x03) << 4)| // 比较匹配/PWM输出模式选择
((clk_source & 0x07) << 0); // 时钟源和预分频选择
}
// ==========================================================================================================
// TIMER2 中断使能
//
// 参数：mode = INT_MODE_TOV 或 INT_MODE_OCF 或 INT_MODE_ICF
// enable = ENABLE 或 DISABLE
//
// 可以单独使能/禁止一种模式的中断
//
// ==========================================================================================================
void Drv_Timer2_INT_Enable(const uint8_t mode, const uint8_t enable)
{
if(INT_MODE_TOV == mode)
{
if(DISABLE == enable)
{
TIMSK &= ~(1 << TOIE2);
}
else
{
TIMSK |= (1 << TOIE2);
}
TIFR |= (1 << TOV2);
}
if(INT_MODE_OCF == mode)
{
if(DISABLE == enable)
{
TIMSK &= ~(1 << OCIE2);
}
else
{
TIMSK |= (1 << OCIE2);
}
TIFR |= (1 << OCF2);
}
}
// ==========================================================================================================
// TIMER2 溢出中断服务程序
// ==========================================================================================================
ISR(TIMER2_OVF_vect)
{
PORTA ^= (1 << PA0);
}
main.c
// ==========================================================================================================
// 主函数
// ==========================================================================================================
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include "Drv_Timer.h"
#include "config.h"
// ==========================================================================================================
// main函数
// ==========================================================================================================
int main(void)
{
// 关全局中断
cli();
// PA0初始化为：输出0
DDRA |= (IO_OUTPUT << DDA0);
PORTA &= ~(1 << PA0);
// 定时器2初始化、工作在普通模式、OC2引脚不连接CTC、预分频=1024、使能溢出中断
Drv_Timer2_init(T2_WGM_NOMAL, T2_COM_MODE_NONE, T2_CLK_SOURCE_CLK_1024);
Drv_Timer2_INT_Enable(INT_MODE_TOV, ENABLE);
// 开全局中断
sei();
while(1)
{
}
return 0;
}
// ==========================================================================================================
// 伪中断BADISR_vect
//
// ==========================================================================================================
ISR(BADISR_vect)
{
DDRA |= (IO_OUTPUT << DDA1);
PORTA ^= (1 << PA1);
}
测试结果：
1、示波器查看 PA0引脚输出的脉冲的宽度为 32.2ms而计算出的溢出周期为 T = ((1.0 / 8000000) * 1000000) * 1024* 256 = 32.768ms
考虑示波器的误差，可以认为这两个结果一致。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
第二步： CTC模式
0、比较匹配如何产生：
而比较匹配的周期就是 OCR2的数值决定的。也就是说，如果我们设置的 OCR2的值小于 255，那么 TCNT2就不能计数到最大值，也就不会发生计数溢出，没有 TOV2中断。
CTC模式下，当 TCNT2计数到 TCNT2= OCR2时，就发生比较匹配，此时 TCNT2会自动清0。
如下图是比较匹配时、OC2引脚取反的时序图：
1、比较匹配发生时OC2取反，用于产生方波
测试代码：
Drv_Timer.c在第一步的基础上增加了2个函数(仍然使用PA0观察T2计数溢出的周期)：
// ==========================================================================================================
// 设置TCNT2和OCR2的值
//
// (1). 在比较匹配下、OCR2需要在TCNT2被设置之后设置
// ==========================================================================================================
void Drv_Timer2_set_TCNT2_OCR2(const uint8_t tcnt2, const uint8_t ocr2)
{
TCNT2 = tcnt2;
OCR2 = ocr2;
}
// ==========================================================================================================
// 强制触发一次比较匹配
//
// (1). FOC2写1后、立即进行比较操作
// ==========================================================================================================
void Drv_Timer2_FOC2_enable(const uint8_t enable)
{
if(DISABLE == enable)
{
TCCR2 |= (1 << FOC2);
}
else
{
TCCR2 &= ~(1 << FOC2);
}
}
main.c：
// ==========================================================================================================
// main函数
// ==========================================================================================================
int main(void)
{
// ---------
// 关全局中断
cli();
// PA0初始化为：输出0，置于T2溢出中断、用于测试T2的溢出时间
DDRA |= (IO_OUTPUT << DDA0);
PORTA &= ~(1 << PA0);
// 定时器2初始化：TCNT2=0、OCR2=0、CTC模式、1分频(@ 8MHz)、使能溢出中断发生比较匹配时OC2取反
Drv_Timer2_set_TCNT2_OCR2(0, 0);
Drv_Timer2_init(T2_WGM_CTC, T2_COM_MODE_TOGGLE, T2_CLK_SOURCE_CLK_1);
Drv_Timer2_INT_Enable(INT_MODE_TOV, ENABLE);
//(OC2的比较状态的配置需要在设置数据方向寄存器之前完成)
// PD7/OC2初始化为：输出0
DDRD |= (IO_OUTPUT << DDD7);
PORTD &= ~(1 << PD7);
// 开全局中断
sei();
// ---------
while(1)
{
}
return 0;
}
测试结果：
1、这个代码产生了方波，同时TCNT2没有溢出，所以没有产生溢出中断，PA0引脚就没有方波输出。
2、在8MHz/1预分频下，TCNT2=OCR2=0，每个定时器时钟周期里都有一次比较匹配发生，此时的比较周期最小，将产生最大的频率。
比较匹配周期 T = ((1.0 / 8000000) * 1000000) * 1* 1 = 0.125us，即每隔0.125us、OC2引脚翻转一次，方波周期是(0.125 * 2) us
对应的频率为 F = 1 / (0.125 * 2) * 1000000 = 4000000 = 4MHz
示波器测试如下：
CH1为OC2引脚输出的波形、结果为4.07MHz，和计算结果基本一致。
CH2为PA0的输出，TCNT2只计数到0，TCNT2没有溢出，没有产生溢出中断，所以PA0引脚就没有方波输出
3、增大OCR2，方波频率降低。
OCR2=255时对应最低频率为 F = 31.25KHz
此时TCNT2可以计数到255并溢出，将产生溢出中断，所以PA0引脚有方波输出，频率也是 F = 31.25KHz
4、使用最大的1024预分频，方波频率最低。
OCR2=255时对应最低频率为 F = 30.5Hz
此时TCNT2可以计数到255并溢出，将产生溢出中断，所以PA0引脚有方波输出，频率也是 F = 30.5Hz
不能得到任意频率：
1、CTC模式产生的脉冲的频率 F = 1 / (2*((1.0 / clk_T2) * DIV* OCR2))，这个值是离散的值。
所以我们很可能不能输出某个特定的想要的频率，只能得到一个近似频率。
比如38KHz的红外载波，要用CTC来得到，
最接近的就是 f= 1 / (2 * ( ((1.0 / 8000000) * 1) * 64 * 2 )) = 31250.0 = 31.25KHz，不能再精确了。
要得到更精确的38KHz，只能使用外部晶振或陶瓷振荡器，比如使用12MHz晶振时：f = 1 / (2 * ( ((1.0 / 12000000) * 1) * 1 * 158 )) = 37974Hz。
此时、DIV = 1，OCR2 = 158。
2、有些IC使用周期寄存器来产生更多的更为连续的频率，定时器计数与这个寄存器比较，比较匹配后结束一个周期。
而不是Atmega16的固定计数为256的方式。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
最好使用CTC模式作为定时功能
如果使用普通模式做定时功能，比如需要定时200个定时器周期，就需要设置TCNT2=55，然后每次TCNT2计数溢出后都要重新设置TCNT2=55 。
如果使用CTC模式，用OCF2中断定时，就可以只设置OCR2=200，每次比较匹配后，TCNT2自动清0，重新计数到OCR2，不需要手动任何设置。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2、比较匹配时OC2清0
测试代码：
Drv_Timer.c中增加比较匹配中断，在其中对PA1引脚取反，其他部分不变：
// ==========================================================================================================
// TIMER2 比较匹配中断服务程序
// ==========================================================================================================
ISR(TIMER2_COMP_vect)
{
PORTA ^= (1 << PA1);
}在
main.c中修改工作
CTC模式为：发生比较匹配时
OC2清0，并设置
PA1引脚初始化为：输出0，用于测试比较匹配周期：
// ==========================================================================================================
// main函数
// ==========================================================================================================
int main(void)
{
// ---------
// 关全局中断
cli();
// PA0初始化为：输出0，置于T2溢出中断函数里面、用于测试T2的溢出时间
DDRA |= (IO_OUTPUT << DDA0);
PORTA &= ~(1 << PA0);
// PA1初始化为：输出0，置于T2比较匹配中断函数里面、用于测试T2的比较匹配周期
DDRA |= (IO_OUTPUT << DDA1);
PORTA &= ~(1 << PA1);
// 定时器2初始化：TCNT2=0、OCR2=128、CTC模式、32分频(溢出时间=1ms @ 8MHz)、发生比较匹配时OC2清0
Drv_Timer2_set_TCNT2_OCR2(0, 128);
Drv_Timer2_init(T2_WGM_CTC, T2_COM_MODE_CLEAR, T2_CLK_SOURCE_CLK_1024);
// 使能溢出中断，使能比较匹配中断
Drv_Timer2_INT_Enable(INT_MODE_TOV, ENABLE);
Drv_Timer2_INT_Enable(INT_MODE_OCF, ENABLE);
//(OC2的比较状态的配置需要在设置数据方向寄存器之前完成)
// PD7/OC2初始化为：输出0
DDRD |= (IO_OUTPUT << DDD7);
PORTD &= ~(1 << PD7);
// 开全局中断
sei();
// ---------
while(1)
{
}
return 0;
}
测试结果：
1、CH1为OC2引脚输出，CH2为PA1引脚输出
2、OC2引脚一直为低电平，在每次比较匹配时都被清0拉低，而PA1引脚在每次比较匹配时都翻转一次
示波器测试如下：
在8MHz/1024预分频下，TCNT2=0，OCR2=128的配置下、OCR比较匹配的周期为T = ((1.0 / 8000000) * 1000000) * 1024 * 128 = 16384 = 16.384ms
PA1引脚在每次比较匹配时都翻转一次、输出的方波的周期是OCR比较匹配周期的2倍、即32.768ms，对应的频率为30.5Hz
示波器测量结果为16.2ms、和30.7Hz，和计算结果基本一致。
而TCNT2没有溢出，没有发生溢出中断，所以PA0引脚没有波形输出。
3、如果设置成比较匹配发生时OC2引脚置1，结果仅仅是OC2引脚一直拉高，PA1引脚的输出依然是30.5Hz的方波，PA0引脚无波形。
4、OCR2=255时，TCNT2才可以溢出，才会发生溢出中断，PA0引脚才会有波形输出。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3、在比较匹配时、可以让OC2引脚交替出现清0和置1，以输出方波和PWM波形
方波：
测试代码 (方波)：
Drv_Timer.c中修改比较匹配中断、让OC2清0和置1两种配置交替出现，而main.c不变：
// ==========================================================================================================
// TIMER2 比较匹配中断服务程序
// ==========================================================================================================
ISR(TIMER2_COMP_vect)
{
volatile static uint8_t temp = 0;
PORTA ^= (1 << PA1);
if(0 == temp)
{
temp = 1;
Drv_Timer2_init(T2_WGM_CTC, T2_COM_MODE_CLEAR, T2_CLK_SOURCE_CLK_1024);
}
else
{
temp = 0;
Drv_Timer2_init(T2_WGM_CTC, T2_COM_MODE_SET, T2_CLK_SOURCE_CLK_1024);
}
}
测试结果 (方波)：
1、OC2引脚出现方波，周期和PA1引脚一致，都是比较匹配周期的2倍，即32.768ms。
示波器测试如下：
PWM波形：
在Drv_Timer.c的比较匹配中断服务程序中，修改OCR2的值，就可以更改OC2引脚的方波的占空比。
使用变量来控制占空比，就可以得到了PWM波形：
测试代码 (PWM波)：
// ==========================================================================================================
// TIMER2 比较匹配中断服务程序
// ==========================================================================================================
ISR(TIMER2_COMP_vect)
{
volatile static uint8_t temp = 0;
PORTA ^= (1 << PA1);
if(0 == temp)
{
temp = 1;
Drv_Timer2_set_TCNT2_OCR2(0, 64);
Drv_Timer2_init(T2_WGM_CTC, T2_COM_MODE_CLEAR, T2_CLK_SOURCE_CLK_1024);
}
else
{
temp = 0;
Drv_Timer2_set_TCNT2_OCR2(0, 255-64);
Drv_Timer2_init(T2_WGM_CTC, T2_COM_MODE_SET, T2_CLK_SOURCE_CLK_1024);
}
}
测试结果 (PWM波)：
1、占空比为64 / 256 = 25%。
示波器测试如下：
高电平宽度为8ms，脉冲周期为30.89ms，占空比为25.9%，和计算结果基本一致。
2、中断周期为32.768ms，每次进入中断都需要CPU来重新配置，如果中断频率很高，CPU的任务就会很繁重。
使用第三步和第四步的两种PWM模式，就可以让CPU避开这些工作。
而CTC模式一般就用来产生方波。
CTC模式不要用来做频率高的PWM
比如：8MHz、1预分频下，OCR2=10时，OC2的PWM波形和PA1引脚的输出都不正常。
|<----待解释下面的输出波形-question-001
示波器输出如下：
在中断中不调用Drv_Timer2_init()来修改TCCR2，PA1得到的PWM波形就OK，只是CPU的任务会较重。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
强制比较匹配FOC2：
最后，普通模式下使用FOC2强制比较匹配有什么效果呢
|<----待测试-question-002
要强制匹配有输出，就得设置OC2引脚为比较匹配模式中的一种，如比较匹配时取反。
但是只要设置了OC2引脚，比较匹配立即生效，好像和FOC2是否设置无关。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
第三步： 快速PWM模式
0、PWM如何产生：
利用TCNT2计数的两个时刻：TCNT2=OCR2 和 TCNT2=MAX(=255)。
TCNT2=MAX(=255)时、一个PWM周期结束，所以PWM周期只和分频系数有关：T = ((1.0 / 8000000) * 1) * DIV * 256，其中DIV为分频系数。
TCNT2=OCR2时、拉高或拉低OC2引脚，用来控制占空比，TCNT2=MAX(=255)时OC2引脚会翻转，结束这个周期的波形，占空比=OCR2/256。
这个模式下，TCNT2会计数到MAX并溢出，所以有TOV2中断，同时在比较匹配时会有OCF2中断。
OC2引脚产生PWM波形的时序图如下：
1、比较匹配时OC2引脚取反
COM[21:20]的配置中的这一项为保留项，但芯片手册P115最后一段(版本2466G-AVR-10/03)中又有这一项功能，所以这里测试下。
测试结果是OC2引脚没有任何输出，所以Atmega16没有这一功能。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2、比较匹配时OC2清0，计数到TOP时OC2置1
测试代码：
Drv_Timer.c中定时器2的初始化函数和中断设置函数和上面的一致，修改了中断函数如下：
// ==========================================================================================================
// TIMER2 溢出中断服务程序
//
// ==========================================================================================================
ISR(TIMER2_OVF_vect)
{
PORTA ^= (1 << PA0);
}
// ==========================================================================================================
// TIMER2 比较匹配中断服务程序
//
// ==========================================================================================================
ISR(TIMER2_COMP_vect)
{
PORTA ^= (1 << PA1);
}
main.c
// ==========================================================================================================
// 主函数
// ==========================================================================================================
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include "watch_dog.h"
#include "Drv_Timer.h"
#include "Drv_Sys.h"
#include "_noinit.h"
#include "system.h"
#include "config.h"
// ==========================================================================================================
// 伪中断BADISR_vect
//
// ==========================================================================================================
ISR(BADISR_vect)
{
}
// ==========================================================================================================
// main函数
// ==========================================================================================================
int main(void)
{
// ---------
// 关全局中断
cli();
// PA0初始化为：输出0，置于T2溢出中断函数里面、用于测试T2的溢出时间
DDRA |= (IO_OUTPUT << DDA0);
PORTA &= ~(1 << PA0);
// PA1初始化为：输出0，置于T2比较匹配中断函数里面、用于测试T2的比较匹配周期
DDRA |= (IO_OUTPUT << DDA1);
PORTA &= ~(1 << PA1);
// 定时器2初始化：TCNT2=0、OCR2=128、快速PWM模式、1024分频、发生比较匹配时OC2清0
Drv_Timer2_set_TCNT2_OCR2(0, 200);
Drv_Timer2_init(T2_WGM_FAST_PWM, T2_COM_MODE_CLEAR, T2_CLK_SOURCE_CLK_1024);
// 使能溢出中断，使能比较匹配中断
Drv_Timer2_INT_Enable(INT_MODE_TOV, ENABLE);
Drv_Timer2_INT_Enable(INT_MODE_OCF, ENABLE);
//(OC2的比较状态的配置需要在设置数据方向寄存器之前完成)
// PD7/OC2初始化为：输出0
DDRD |= (IO_OUTPUT << DDD7);
PORTD &= ~(1 << PD7);
// 开全局中断
sei();
// ---------
while(1)
{
}
return 0;
}
测试结果：
示波器输出如下(CH1为OC2引脚输出的PWM波形，CH2为PA1引脚的输出)：
1、PWM周期是30.4ms，理论计算是 T = ((1.0 / 8000000) * 1) * 1024 * 256 = 32.768ms，认为结果一致。
2、OC2引脚输出PWM波形，占空比在main.c中设置：duty = OCR2 / 256 = 200 / 256 = 0.78125 = 78%
实际是25.4ms / 30.4ms = 0.786 = 78.6%，基本一致。
3、PA1在每次比较匹配时翻转，其翻转周期和PWM周期一致，而且每次翻转时、正值比较匹配发生、此时OC2引脚都被拉低。
4、PA0引脚在每次TOV2中断时翻转，也就是每次TCNT1计数溢出时，周期和PWM一致。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
不能得到任意的频率和占空比：
1、同样、这个PWM的周期依然是离散的值，不能精确的得到38KHz的红外载波等等频率，只能得到近似的频率。
占空比=N/256，也得不到精确的值，比如我们需要10%的占空比时，就得不到精确的10%，只能得到接近10%，即25/256。
有些IC可以得到精确的占空比和更为连续的频率，这些IC有2个比较寄存器，一个比较用来产生周期，另一个比较用来产生占空比。
2、但对于普通电机控制、LED控制而言，并不要求精确的频率和占空比。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3、比较匹配时OC2引脚置1，计数溢出时清0
测试代码：
main.c中修改定时器的配置如下(其他都不变)：
Drv_Timer2_init(T2_WGM_FAST_PWM, T2_COM_MODE_SET, T2_CLK_SOURCE_CLK_1024);
测试结果：
1、结果和上一步一致，只是OC2的波形都反向而已。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
4、极限值情况：
4-1、OCR2等于0时，得到的仍然是占空比不为0的PWM波形，只是占空比最低
测试代码：
main.c中修改定时器配置为(其他不变)：
// 定时器2初始化：TCNT2=0、OCR2=0、快速PWM模式、1024分频、发生比较匹配时OC2清0
Drv_Timer2_set_TCNT2_OCR2(0, 0);
Drv_Timer2_init(T2_WGM_FAST_PWM, T2_COM_MODE_CLEAR, T2_CLK_SOURCE_CLK_1024);
测试结果：
示波器输出为：
1、此时的高电平宽度为 T = ((1.0 / 8000000) * 1000000) * 1024 * 1 = 128us，实际测试结果为126us，基本一致。
也就是说，要得到0%的占空比，只能通过将OC2引脚设置成普通输出IO，然后将其拉低来实现。
2、而最低的这个高电平对应的占空比是126us/30400us = 0.41%。
而占空比的分辨率，也就是最小的占空比为1/256 = 3.9%，二者基本一致。
3、CH2为PA0引脚的输出，即计数溢出时的输出，每次计数溢出，OCR2都被置1。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
4-2、OCR2等于255时，得到的是高电平，即100%的占空比
1、也就是说，可以得到100%的占空比，也就是计数溢出后设置的电平。
2、此时比较匹配仍然发生，PA1引脚仍然输出翻转的电平。
3、PA0引脚也在计数溢出时翻转电平，PA0和PA1的相位一致，同时翻转。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
5、OCR2大于TOP=0xFF时的PWM
说明：
1、此时依然有PWM输出。
例如OCR2=300=0x012C，此时OC2在OCR2&0xFF=0x012C&0xFF=0x2C=44的时刻发生比较匹配。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
第四步： 相位修正PWM模式
0、PWM如何产生：
1、比如设置COM[21:20] = 0b10，对应的配置是：在升序计数时发生比较匹配将清0 OC2、降序计数时发生比较匹配将置位OC2。
2、那么波形发生图如下：
3、这里演示了2路OCR2不同的波形，也就是占空比不一样，高电平在TCNT2计数溢出到0的点的两侧对称。
也就是说、每次修改OCR2之后，高电平的起点都会改变，不是每次都从0相位点开始高电平，而是从某一相位开始，保持在TCNT2=0的两端对称。
由于对电机控制没有研究，所以手册上说这种对称更适合电机控制，还需进一步了解。
|<----question-003
4、TCNT2一个周期的计数方式是：0-->255-->254-->1，下一个计数时钟里就计数到0溢出，所以计数次数=256+254=510。
波形的周期是TCNT2计数510次的时间，也就是、周期 T = ((1.0 / 8000000) * 1) * DIV * 510，其中DIV为分频系数。
计数器在这510次计数中只溢出1次，产生1个TOV2中断。
5、占空比是OCR2 * 2 / 510 = OCR2 / 255。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
1、在升序计数时发生比较匹配将清0 OC2、降序计数时发生比较匹配将置位OC2
测试代码：
Drv_Timer.c不变，main.c修改定时器2的初始化如下：
// 定时器2初始化：TCNT2=0、OCR2=200、相位修正PWM模式、1024分频、发生比较匹配时OC2清0
Drv_Timer2_set_TCNT2_OCR2(0, 200);
Drv_Timer2_init(T2_WGM_PHASE_PWM, T2_COM_MODE_CLEAR, T2_CLK_SOURCE_CLK_1024);
测试结果：
示波器输出如下：
1、CH1是OC2引脚输出的PWM波形，CH2是PA0输出的波形、它在每次计数溢出后翻转。
所以CH2翻转的时刻就是TCNT2=0的时刻，CH1的高电平在这个点的两端对称。
周期 T = ((1.0 / 8000000) * 1000000) * 1024* 510 = 65280us = 65.3ms，示波器测得64ms，基本一致。
2、用示波器测量PWM波形的高电平宽度为50.4ms，周期为64ms，占空比为50.4/64=78.8%。
实际计算占空比为200 / 055 = 78.4%，和测量基本一致。
只是实际测量得到的高电平宽度和周期都和计算的有出入。
3、PA1引脚在每次比较匹配时翻转一次电平，和OC2引脚的PWM波形一一对应，示波器输出如下。
CH1通道是OC2引脚的PWM波形，CH2是PA1的波形，每次发生比较匹配时，PA1引脚就翻转一次。
不能得到任意的频率和占空比：
1、同样、这个PWM的周期依然是离散的值，不能精确的得到38KHz的红外载波等等频率，只能得到近似的频率。
占空比=N/255，也得不到精确的值，我们需要10%的占空比时，就得不到精确的10%，只能得到接近10%，即25/255。
比如我们需要10%的占空比时，就得不到精确的10%，只能得到接近10%，即25/255。
有些IC可以得到精确的占空比和更为连续的频率，这些IC有2个比较寄存器，一个比较用来产生周期，另一个比较用来产生占空比。
2、但对于普通电机控制、LED控制而言，并不要求精确的频率和占空比。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2、在升序计数时发生比较匹配将置位OC2、降序计数时发生比较匹配将清0 OC2
1、这个和上面的情况一致，只是OC2引脚的输出反向而已。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3、极限值的情况
1、OCR2 = 0时，占空比=0%
示波器输出如下：
1、CH1是OC2引脚的PWM波形，CH2是PA0的波形、在TCNT2计数溢出后翻转电平。
OCR2引脚输出低电平，即0%占空比的PWM，不像快速PWM那样得不到0%的占空比。
2、PA0和PA1在同一时刻翻转电平，即在TCNT2=0的时刻就是比较匹配的时刻，和设置一致。
他们的周期都为64ms，说明PWM运行正常，只是占空比为0%而已。
3、最小的占空比是1/255 = 0.39%，也就是占空比的分辨率是 0.39%。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2、OCR2 = 255时，占空比=100%
示波器输出如下：
0、CH1是PA1引脚波形，每次比较匹配时翻转电平。
CH2是PA0的波形、在TCNT2计数溢出后翻转电平。
1、示波器没有给出OC2引脚的PWM波形，OCR2引脚输出的是高电平，即100%占空比的PWM，这不是我们讨论的重点，所以没有出波形。
2、PA0和PA1的周期都为64ms，说明PWM运行正常，只是占空比为100%而已。
PA1发生电平翻转时，PA0的高电平或低电平刚好输出一半。
TCNT2一个周期的计数方式是：0-->255-->254-->1，下一个计数时钟里就计数到0溢出，PA0的电平翻转。
所以PA0的电平输出一半的时刻，正是TCNT2计数过程完成一半的时刻，即TCNT2由0计数到255(0-->255)，此时发生比较匹配。
比较匹配之后PA1的电平发生翻转。
也就是比较匹配发生在TCNT2=255的时刻，和设置的一样。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
小结：
1、定时器2的各项功能到此测试完毕，也验证了定时器设置函数和中断函数正确书写和用法。
使用32768Hz晶振作为时钟源，让定时器2作为RTC来允许的功能和普通模式下的定时功能没区别，这里就不测试了。
2、CTC模式用来输出占空比为50%的脉冲，频率最高是定时器时钟频率的一半。
比如定时器时钟=8MHz时钟时，最高可得到4MHz的脉冲。
3、PWM模式下，我一直使用的都是快速PWM。接触到Atmega16之后才了解到相位修正PWM，还不明白他的特殊性和必要性在哪里。
|<-----question-004
4、最后，快速PWM的占空比是N/256，相位修正PWM的占空比是N/255，都是离散的值，不一定能得到精确占空比和想要的频率。
比如我们需要10%的占空比时，就得不到精确的10%，只能得到接近10%，即25/255。
有些IC可以得到精确的占空比不同，这些IC有2个比较寄存器，一个比较用来产生周期，另一个比较用来产生占空比。