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关于51单片机定时器计时不准确问题分析

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ID:475776 发表于 2019-4-9 13:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
请教下大神们：
      我用STC89C52RC单片机的定时器0来计时NEC(红外)脉冲时出现过这种现象准确的问题。
描述：
我在外部中断0中来计算两个下降沿之间的时间，在计时1.125ms的脉冲时，定时器中的TL0、TH0中的数据小于理论计算值，而且还相差比较大(200~300个定时器周期)。但当计时13.5ms的脉冲时，定时器TL0、TH0中的数据与理论计算值接近。不知道是什么原因，有测试过晶振波形，平均是11.079MHZ与计算时用的11.0592MHZ接近。同时我还测试了NEC红外脉冲与理论脉冲宽度接近。

NEC脉冲

NEC脉冲
  1. volatile uint8_t plus_nums = 0;//记录下降沿数量
  2. volatile uint8_t nec_code[4] = {0};//保存NEC协议数据
  3. volatile uint8_t received_flag = 0;//接收完成标志
复制代码
  1. /**
  2. *功能：初始化外部中断0、定时中断0、定时器1
  3. *说明：定时器0不使能中断
  4. **/
  5. void Init_all_interrupt(void)
  6. {
  7.         TMOD = 0x01;//16位计数值
  8.         ET0 = 1;
  9.         EX0 = 1;
  10.         IT0 = 1;
  11.         TR0 = 0;
  12.         EA = 1;
  13.         P1 = 0xff;
  14. }

  16. /**
  17. *功能：解码NEC红外编码，外部中断0.
  18. *共34个下降沿

  20. ！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
  21. *经测试理论值与实际值相差太大，且实际值偏小。猜测应该是晶振频率比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;//开启定时器
  37.                 }
  38.         else if(plus_nums == 2)//进行“前导码判断”第一次下降沿，清零开始计时脉冲
  39.                 {
  40.                         temp_plus_time = TH0;
  41.                         temp_plus_time = temp_plus_time << 8;
  42.                         temp_plus_time = temp_plus_time | TL0;//保存脉冲数值
  43.                         TH0 = 0;
  44.                         TL0 = 0;
  45.                         if((temp_plus_time >= 0x2BB0) && (temp_plus_time <= 0x3576))//脉冲时间在(13.5ms)±10%
  46.                         {
  47.                                 #ifdef DEBUG
  48.                                 LED0 = 0;
  49.                                 #endif
  50.                         }
  51.                         else        //前导码异常--重新检测整个NEC协议序列
  52.                         {
  53.                                 //全部复位--重新开始
  54.                                 plus_nums = 0;
  55.                                 TR0 = 0;//关闭定时器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;//保存脉冲数值
  63.                         TH0 = 0;
  64.                         TL0 = 0;
  65.                         //933~1140;不知道理论计数得到的下限值会偏小很多？---！！！只有一种可能，晶振频率有问题！！！
  66.                         //650~1140---测试可用
  67.                         if((temp_plus_time >= 933) && (temp_plus_time <= 1140))//判断”逻辑0“.脉冲时间在(1.125ms)±10%
  68.                                 {
  69.                                         #ifdef DEBUG
  70.                                         LED1 = 0;
  71.                                         #endif
  72.                                 }
  73.                         //1866~2280;不知道理论计数得到的下限值会偏小很多？---！！！只有一种可能，晶振频率有问题！！！
  74.                         //1566~2280---测试可用
  75.                         else if((temp_plus_time >= 1866) && (temp_plus_time <= 2280))//判断”逻辑1“.脉冲时间在(2.25ms)±10%
  76.                                 {
  77.                                         temp_plus_time = plus_nums -3;//产生数组下标
  78.                                         //nec_arr_index / 8可以使用位域代替这个运算，提高执行效率
  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.                                         //全部复位--重新开始
  87.                                         plus_nums = 0;
  88.                                         TH0 = 0;
  89.                                         TL0 = 0;
  90.                                         TR0 = 0;//关闭定时器0，重新开始
  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.                          //接收到了结束标志脉冲
  100.                         if(plus_nums == 34)
  101.                         {
  102.                                 plus_nums = 0;//结束了
  103.                                 received_flag = 1;//可以进行解码操作了
  104.                                 TR0 = 0;//关闭定时器0
  105.                                 #ifdef DEBUG
  106.                                 LED3 = ~LED3;
  107.                                 #endif
  108.                         }
  109.                 }
  110.         #ifdef DEBUG
  111.         TEST = 1;
  112.         #endif
  113. }

  115. /**
  116. *功能：当71.111ms后都未检测到第二个下降沿时，关闭定时器
  117. */
  118. void NEC_Plus_TIMER0(void) interrupt 1
  119. {
  120.         uint8_t i;
  121.         TR0 = 0;//关闭定时器
  122.         TH0 = 0x00;
  123.         TL0 = 0x00;
  124.         //所有全局变量清零
  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. }
复制代码
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ID:451718 发表于 2019-4-9 16:58 | 显示全部楼层
TL和TH置零后开启计数器， 可能存在一些我们不知道的过程， 最好还是TL=0xff  ，TH=0xff 试试。这个从0x00 到 0xff的过程，实际上可能并不是我们想象的就是一步之遥。 以上仅是一个猜想。
楼主，我会关注你的结果哦。 我也想弄不明白，  设置0xff为初值，和设置0x00为初值是不是一样的效果。
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ID:96682 发表于 2019-4-9 17:00 | 显示全部楼层
选用的器件精度不够当然会出现计时不准确的问题了，玩玩就好别太较真
有的山寨手机一个月误差十分钟都有不奇怪
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ID:475776 发表于 2019-4-10 09:35 | 显示全部楼层
robinsonlin 发表于 2019-4-9 16:58
TL和TH置零后开启计数器， 可能存在一些我们不知道的过程， 最好还是TL=0xff  ，TH=0xff 试试。这个从0x00  ...

51定时器是向上计数的，我用TL0=0x00,TH0=0x00是为了计时NEC红外脉冲时间的。我也有测量晶振脉冲平均是11.079MHZ(5个12MHZ的脉冲、1个8MHZ脉冲)。关键点：当计时短脉冲时，非常不准确。而计时长脉冲时，很准确。我没有用定时器中断来计时，按照道理应该不会因为进入中断而产生的误差。
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ID:475776 发表于 2019-4-10 09:37 | 显示全部楼层
wc86110 发表于 2019-4-9 17:00
选用的器件精度不够当然会出现计时不准确的问题了，玩玩就好别太较真
有的山寨手机一个月误差十分钟都有不 ...

那你所说的精度，应该是定时器计时过短时误差大。计时长时误差小。但是我想知道的是这个误差是怎么来的？因为我定时器计时不是通过定时器中断计时的。而定时器计时是独立于CPU运行的，也就是说当进入外部中断时定时器计数还在运行
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ID:123289 发表于 2019-4-10 10:06 | 显示全部楼层
楼主：将的的测量原理画成流程图，你自己就会发现问题了。
会画流程图吗？
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ID:475776 发表于 2019-4-10 11:08 | 显示全部楼层
yzwzfyz 发表于 2019-4-10 10:06
楼主：将的的测量原理画成流程图，你自己就会发现问题了。
会画流程图吗？

好的。我试下，还有就是请问下你这里有流程图绘制的工具吗？有的话还请发下
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ID:475776 发表于 2019-4-11 17:13 | 显示全部楼层
yzwzfyz 发表于 2019-4-10 10:06
楼主：将的的测量原理画成流程图，你自己就会发现问题了。
会画流程图吗？

我有重新整理测量原理，也做了流程图。没发现导致这样结果的逻辑问题
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ID:696728 发表于 2020-4-4 08:18 | 显示全部楼层
我也遇到这个问题，100us以下定时，相差几十个us呢，不知原因为何。
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