单片机定时器中断时间误差的分析及补偿

现同步，从而达到误差的补偿要求。

３．２ 定时器新计数初值

若定时器为计数方式，操作方式为１，则计数器初值Ｘ０＝２１６－ｔ０×ｆｏｓｃ／１２。式中ｆｏｓｃ为振荡器的振荡频率。ｔ０为需要定时的时间，也为中断的间隔时间。Ｘ０为定时器原计数初值。在对定时器溢出中断与ＣＰＵ响应中断时间误差进行补偿时，定时器的新计数初值Ｘ１为：
Ｘ１＝２１６－ｔ３× ｆｏｓｃ／１２
ｔ３＝ｔ０＋ｔ１＋ｔ２

式中ｔ０为中断间隔时间。ｔ１为定时器停止计数时间，该时间为定时器停止计数到重新启动计数之间所有程序指令周期数的总和。ｔ２为定时器溢出中断后，重新从ＯＯＨ开始直至计数器停止时计的值。在误差补偿中，若将定时器计数初值Ｘ１取代Ｘ０，则可使定时器下次的溢出中断与ＣＰＵ响应中断实现同步。

３．３ 实例

要求补偿定时器每１ｍｓ产生一次溢出中断时的中断响应延迟的误差。若振荡器振荡频率ｆｏｓｃ＝１２ＭＨＺ，定时器工作在计数方式，工作模式为１，则补偿中断响应时间误差时的定时器新初值Ｘ１为：
Ｘ１＝２１６－ｔ３× ｆｏｓｃ／１２＝２１６－（ｔ０＋ ｔ１）－ ｔ２＝２１６－（１０００＋ １３）－ ｔ２

误差补偿程序为：
……
０ ＣＬＲ ＥＡ ；关ＣＰＵ中断
１ ＣＬＲ ＴＲｉ ；停止定时器计数
２ ＭＯＶ Ｒ０， ＃ＯＯＨ ；Ｒ０清零
３ ＭＯＶ Ｒ０， ＃ＬＯＷ（２１６） ；定时器最大计数值的低８位送Ｒ０
４ ＭＯＶ Ａ， Ｒ０
５ ＳＵＢＢ Ａ， ＃ＬＯＷ（１０００＋１３） ；２１６的低８位减去（ ｔ０＋ ｔ１）的低８位送累加器Ａ
６ ＳＵＢＢ Ａ， ＴＬｉ ；２１６的低８位减去（ ｔ０＋ ｔ１＋ ｔ２）的低８位送ＴＬｉ
７ ＭＯＶ ＴＬｉ， Ａ
８ ＭＯＶ Ｒ０， ＃ＯＯＨ ；Ｒ０清零
９ ＭＯＶ Ｒ０， ＃ＨＩＧＨ（２１６） ；２１６ 的高８位送Ｒ０
１０ ＭＯＶ Ａ， Ｒ０
１１ ＳＵＢＢ Ａ， ＃ＨＩＧＨ（１０００＋１３） ；２１６的高８位减去（ ｔ０＋ ｔ１）的高８位送Ａ
１２ ＳＵＢＢ Ａ， ＴＨｉ ；２１６的高８位减去（ ｔ０＋ ｔ１ ＋ｔ２）的高８位送Ａ
１３ ＭＯＶ ＴＨｉ， Ａ
１４ ＳＥＴＢ ＴＲｉ ；重新启动定时器
……

在上式和上段程序中，由于ｆｏｓｃ＝１２ＭＨＺ，中断间隔时间为１ｍｓ，因此ｔ０的机器周期数为１０００。由于第１条指令到第１４条指令的指令周期的机器周期数之和为１３，因此，ｔ１为１３个机器周期。ＣＰＵ虽在执行第一条指令ＣＬＲ ＴＲｉ后停止定时器计数，但在ＴＬｉ、ＴＨｉ中分别保存了ｔ２的低位数据和高位数据。

４ 结束语

由于本文介绍的误差补偿方法能对定时器溢出中断与ＣＰＵ响应中断的非固定性时间误差进行有效补偿，因此，该方法对于提高高频控制系统实时控制精度和扩大单片机应用范围都有较高的实用价值。

参考文献
[１]曹巧媛，单片机原理及应用，电子工业出版社，１９９７、５
[２]汪吉鹏等，微机原理及接口，高等教育出版社，２００１、７