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關于51單片機定時器計時不準確問題分析

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ID:475776 發表于 2019-4-9 13:54 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
請教下大神們：
      我用STC89C52RC單片機的定時器0來計時NEC(紅外)脈沖時出現過這種現象準確的問題。
描述：
我在外部中斷0中來計算兩個下降沿之間的時間，在計時1.125ms的脈沖時，定時器中的TL0、TH0中的數據小于理論計算值，而且還相差比較大(200~300個定時器周期)。但當計時13.5ms的脈沖時，定時器TL0、TH0中的數據與理論計算值接近。不知道是什么原因，有測試過晶振波形，平均是11.079MHZ與計算時用的11.0592MHZ接近。同時我還測試了NEC紅外脈沖與理論脈沖寬度接近。

NEC脈沖

NEC脈沖
  1. volatile uint8_t plus_nums = 0;//記錄下降沿數量
  2. volatile uint8_t nec_code[4] = {0};//保存NEC協議數據
  3. volatile uint8_t received_flag = 0;//接收完成標志
復制代碼
  1. /**
  2. *功能：初始化外部中斷0、定時中斷0、定時器1
  3. *說明：定時器0不使能中斷
  4. **/
  5. void Init_all_interrupt(void)
  6. {
  7.         TMOD = 0x01;//16位計數值
  8.         ET0 = 1;
  9.         EX0 = 1;
  10.         IT0 = 1;
  11.         TR0 = 0;
  12.         EA = 1;
  13.         P1 = 0xff;
  14. }

  16. /**
  17. *功能：解碼NEC紅外編碼，外部中斷0.
  18. *共34個下降沿

  20. ！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
  21. *經測試理論值與實際值相差太大，且實際值偏小。猜測應該是晶振頻率比11.0592MHZ更小
  22. ！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

  24. **/
  25. void NEC_falldown_INT0(void) interrupt 0
  26. {
  27.         uint16_t temp_plus_time = 0;
  28.         #ifdef DEBUG
  29.         TEST = 0;
  30.         #endif
  31.         plus_nums++;
  32.         if(plus_nums == 1)//第一次下降沿
  33.                 {
  34.                         TH0 = 0;
  35.                         TL0 = 0;
  36.                         TR0 = 1;//開啟定時器
  37.                 }
  38.         else if(plus_nums == 2)//進行“前導碼判斷”第一次下降沿，清零開始計時脈沖
  39.                 {
  40.                         temp_plus_time = TH0;
  41.                         temp_plus_time = temp_plus_time << 8;
  42.                         temp_plus_time = temp_plus_time | TL0;//保存脈沖數值
  43.                         TH0 = 0;
  44.                         TL0 = 0;
  45.                         if((temp_plus_time >= 0x2BB0) && (temp_plus_time <= 0x3576))//脈沖時間在(13.5ms)±10%
  46.                         {
  47.                                 #ifdef DEBUG
  48.                                 LED0 = 0;
  49.                                 #endif
  50.                         }
  51.                         else        //前導碼異常--重新檢測整個NEC協議序列
  52.                         {
  53.                                 //全部復位--重新開始
  54.                                 plus_nums = 0;
  55.                                 TR0 = 0;//關閉定時器0
  56.                         }
  57.                 }
  58.         else        //3-34
  59.                 {
  60.                         temp_plus_time = TH0;
  61.                         temp_plus_time = temp_plus_time << 8;
  62.                         temp_plus_time = temp_plus_time | TL0;//保存脈沖數值
  63.                         TH0 = 0;
  64.                         TL0 = 0;
  65.                         //933~1140;不知道理論計數得到的下限值會偏小很多？---！！！只有一種可能，晶振頻率有問題！！！
  66.                         //650~1140---測試可用
  67.                         if((temp_plus_time >= 933) && (temp_plus_time <= 1140))//判斷”邏輯0“.脈沖時間在(1.125ms)±10%
  68.                                 {
  69.                                         #ifdef DEBUG
  70.                                         LED1 = 0;
  71.                                         #endif
  72.                                 }
  73.                         //1866~2280;不知道理論計數得到的下限值會偏小很多？---！！！只有一種可能，晶振頻率有問題！！！
  74.                         //1566~2280---測試可用
  75.                         else if((temp_plus_time >= 1866) && (temp_plus_time <= 2280))//判斷”邏輯1“.脈沖時間在(2.25ms)±10%
  76.                                 {
  77.                                         temp_plus_time = plus_nums -3;//產生數組下標
  78.                                         //nec_arr_index / 8可以使用位域代替這個運算，提高執行效率
  79.                                         nec_code[temp_plus_time / 8] = nec_code[temp_plus_time / 8] | (0x01 << (temp_plus_time % 8));
  80.                                         #ifdef DEBUG
  81.                                         LED2 = 0;
  82.                                         #endif
  83.                                 }
  84.                         else
  85.                                 {
  86.                                         //全部復位--重新開始
  87.                                         plus_nums = 0;
  88.                                         TH0 = 0;
  89.                                         TL0 = 0;
  90.                                         TR0 = 0;//關閉定時器0，重新開始
  91.                                         for(temp_plus_time = 0;temp_plus_time < 4;temp_plus_time++)
  92.                                                 {
  93.                                                         nec_code[temp_plus_time] = 0;
  94.                                                 }
  95.                                         #ifdef DEBUG
  96.                                         LED7 = ~LED7;
  97.                                         #endif
  98.                                 }        
  99.                          //接收到了結束標志脈沖
  100.                         if(plus_nums == 34)
  101.                         {
  102.                                 plus_nums = 0;//結束了
  103.                                 received_flag = 1;//可以進行解碼操作了
  104.                                 TR0 = 0;//關閉定時器0
  105.                                 #ifdef DEBUG
  106.                                 LED3 = ~LED3;
  107.                                 #endif
  108.                         }
  109.                 }
  110.         #ifdef DEBUG
  111.         TEST = 1;
  112.         #endif
  113. }

  115. /**
  116. *功能：當71.111ms后都未檢測到第二個下降沿時，關閉定時器
  117. */
  118. void NEC_Plus_TIMER0(void) interrupt 1
  119. {
  120.         uint8_t i;
  121.         TR0 = 0;//關閉定時器
  122.         TH0 = 0x00;
  123.         TL0 = 0x00;
  124.         //所有全局變量清零
  125.         plus_nums = 0;
  126.         for(i = 0;i < 4;i++)
  127.                 {
  128.                         nec_code[i] = 0;
  129.                 }
  130.         #ifdef DEBUG
  131.         LED4 = 0;
  132.         #endif
  133. }
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ID:451718 發表于 2019-4-9 16:58 | 顯示全部樓層
TL和TH置零后開啟計數器， 可能存在一些我們不知道的過程， 最好還是TL=0xff  ，TH=0xff 試試。這個從0x00 到 0xff的過程，實際上可能并不是我們想象的就是一步之遙。 以上僅是一個猜想。
樓主，我會關注你的結果哦。 我也想弄不明白，  設置0xff為初值，和設置0x00為初值是不是一樣的效果。
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ID:96682 發表于 2019-4-9 17:00 | 顯示全部樓層
選用的器件精度不夠當然會出現計時不準確的問題了，玩玩就好別太較真
有的山寨手機一個月誤差十分鐘都有不奇怪
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ID:475776 發表于 2019-4-10 09:35 | 顯示全部樓層
robinsonlin 發表于 2019-4-9 16:58
TL和TH置零后開啟計數器， 可能存在一些我們不知道的過程， 最好還是TL=0xff  ，TH=0xff 試試。這個從0x00  ...

51定時器是向上計數的，我用TL0=0x00,TH0=0x00是為了計時NEC紅外脈沖時間的。我也有測量晶振脈沖平均是11.079MHZ(5個12MHZ的脈沖、1個8MHZ脈沖)。關鍵點：當計時短脈沖時，非常不準確。而計時長脈沖時，很準確。我沒有用定時器中斷來計時，按照道理應該不會因為進入中斷而產生的誤差。
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ID:475776 發表于 2019-4-10 09:37 | 顯示全部樓層
wc86110 發表于 2019-4-9 17:00
選用的器件精度不夠當然會出現計時不準確的問題了，玩玩就好別太較真
有的山寨手機一個月誤差十分鐘都有不 ...

那你所說的精度，應該是定時器計時過短時誤差大。計時長時誤差小。但是我想知道的是這個誤差是怎么來的？因為我定時器計時不是通過定時器中斷計時的。而定時器計時是獨立于CPU運行的，也就是說當進入外部中斷時定時器計數還在運行
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ID:123289 發表于 2019-4-10 10:06 | 顯示全部樓層
樓主：將的的測量原理畫成流程圖，你自己就會發現問題了。
會畫流程圖嗎？
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ID:475776 發表于 2019-4-10 11:08 | 顯示全部樓層
yzwzfyz 發表于 2019-4-10 10:06
樓主：將的的測量原理畫成流程圖，你自己就會發現問題了。
會畫流程圖嗎？

好的。我試下，還有就是請問下你這里有流程圖繪制的工具嗎？有的話還請發下
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ID:475776 發表于 2019-4-11 17:13 | 顯示全部樓層
yzwzfyz 發表于 2019-4-10 10:06
樓主：將的的測量原理畫成流程圖，你自己就會發現問題了。
會畫流程圖嗎？

我有重新整理測量原理，也做了流程圖。沒發現導致這樣結果的邏輯問題
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ID:696728 發表于 2020-4-4 08:18 | 顯示全部樓層
我也遇到這個問題，100us以下定時，相差幾十個us呢，不知原因為何。
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