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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Timer2 mit Quarz - maximale Frequenz


Autor: Lukas -- (lukas)
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Hallo!

Ich arbeite mit einem ATmega16 und dem Timer 2 und ich möchte den Clock 
für den Timer mit einem Quarz erzeugen. Dazu habe ich einen Quarz mit 
passenden Kapazitäten an die Pins TOSC1 und TOSC2 angeschlossen.

Im Datenblatt steht: "Allows clocking from External 32 kHz Watch Crystal 
Independent of the I/O Clock"

Bedeutet das, dass ich keinen Quarz mit mehr als 32kHz anschließen darf?
Ich würde nämlich gerne Timer2-Overflows in 50ms abständen erhalten und 
dafür brauche ich mehr als 32 khz.

Vielen Dank für euere Hilfe!

Lukas.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Lukas -- (lukas)

>Bedeutet das, dass ich keinen Quarz mit mehr als 32kHz anschließen darf?

Ja, der Oszillator dort ist auf 32kHz optimiert.

>Ich würde nämlich gerne Timer2-Overflows in 50ms abständen erhalten und
>dafür brauche ich mehr als 32 khz.

Wozu? Schon mal was vom CTC-Modus gehört?

MFG
Falk

Autor: Lukas -- (lukas)
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Ja, CTC-Modus kenne ich.

Das Problem ist blos, ich möchte mehrere Stunden lang Messwerte in einem 
Intervall von 50ms ausgeben. Das beste Ergebnis bekommt man bei einem 
Prescaler von 8 und einem CTC-Wert von 205. Dann erhalte ich intervalle 
von 50,048828ms das bedeutet nach einer Stunde einen Zeitverzug von 
+3,51 Sekunden.



Meine Lösung: Ich arbeite weiterhin mit einem 32768kHz Quarz am Timer 
und einem ATmega16 mit 16Mhz. Ich nehme einen Prescaler von 8 und einen 
CTW-Wert von 204 statt 205. Dann erhalte ich ein Intervall von 
49,804688ms. Wenn ich dann nach jedem Interrupt vom Timer den Timer für 
3125 Takte anhalte, müsste der Zeitverzug gleich null sein.

Ich werde bei meiner nächsten Reicheltbestellung ein paar Uhrenquarze 
ordern und testen, ob meine Berechnung so hinkommt.
Falls jemand einen Fehler findet oder einen Besseren Vorschlag hat, 
immer her damit!

@ Falk Brunner: Vielen Dank für die Hilfe!

Lukas.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Lukas -- schrieb:

> Meine Lösung: Ich arbeite weiterhin mit einem 32768kHz Quarz am Timer
> und einem ATmega16 mit 16Mhz.

Wenn du sowieso 16Mhz hast, dann leite doch von dem die 50ms ab.
Timer2 so einstellen, dass ein Vielfaches von der CTC-Frequenz die 50ms 
ergibt.
Kein Gesetz der Welt verbietet dir in einer ISR die Aufrufe mitzuzählen 
und erst beim x-ten Aufruf eine Funktionalität zu machen.

Durch die viel höhere Frequenz im Vergleich zu den 32kHz kannst du den 
Zeitraum auch noch genauer einstellen.

Autor: Lukas -- (lukas)
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Karl heinz Buchegger schrieb:
> Wenn du sowieso 16Mhz hast, dann leite doch von dem die 50ms ab.

Hmm, stimmt, ich habe alles gerade nochmal durchgerechnet und 
festgestellt, das man von 16Mhz 50ms ja super ableiten kann.

Vielen Dank an alle!

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Lukas -- (lukas)

>Das Problem ist blos, ich möchte mehrere Stunden lang Messwerte in einem
>Intervall von 50ms ausgeben. Das beste Ergebnis bekommt man bei einem
>Prescaler von 8 und einem CTC-Wert von 205. Dann erhalte ich intervalle
>von 50,048828ms das bedeutet nach einer Stunde einen Zeitverzug von
>+3,51 Sekunden.

>Meine Lösung: Ich arbeite weiterhin mit einem 32768kHz Quarz am Timer

Das sind eher 32768 Hz ;-)

>und einem ATmega16 mit 16Mhz. Ich nehme einen Prescaler von 8 und einen
>CTW-Wert von 204 statt 205. Dann erhalte ich ein Intervall von
>49,804688ms. Wenn ich dann nach jedem Interrupt vom Timer den Timer für
>3125 Takte anhalte, müsste der Zeitverzug gleich null sein.

>Ich werde bei meiner nächsten Reicheltbestellung ein paar Uhrenquarze
>ordern und testen, ob meine Berechnung so hinkommt.

Nicht testen, DENKEN!

>Falls jemand einen Fehler findet oder einen Besseren Vorschlag hat,
>immer her damit!

50ms kann man mit fast jeder beliebigen Quarzfrequenz genau erzeugen. 
Mit 32,768 kHz wirds eng, ja, aber man kann tricksen.
Der einfache Ansatz ist einfach ein normaler Quarz mit 1, 4, 8, whatever 
MHz am Hauptoszillator und gut. Damit kann man die 50ms genau erzeugen, 
einziger Fehler ist die Toleranz des Quarzes von ca. +/- 100ppm ohne 
Abgleich.
Wenn man Stom sparen will, muss man auf den Uhrenquarz und [[Sleep 
Mode]] gehen. Aber 32768 / 20 Hz (50ms) = 1638,4. Dumm, das ist keine 
Ganzzahl. Aber es gibt ja Festkommaarithmetik!!
Siehe auch AVR - Die genaue Sekunde / RTC.

Ach ja, dein CTC Wert ist falsch. Denn die Periode ist nicht 205 Takte 
sondern 206, von 0..205! Damit ist deine Periodendauer 50,293 ms ;-)

Mit einem Vorteiler von 204 erhält man eine Periodendauer von 205*8 
Takten, macht die oben genannten 50,0488ms. Der ideale Teilerfaktor ist 
204,8, ein Fehler von 0,2 Takten bzw. 0,9765625 Promille, macht halt 
deine 3,51s/ Stunde.
Aber 0,2 Takte Fehler klingt einfach. Denn man kann einfach 4 Perioden 
durch 205 teilen und die 5. Periode durch 204, macht im Mittel 204,8 ;-)
Also muss man nur im Timer Interrupt eine (statische) Variable 
hochzählen (0..4) und bei vier den Compare Wert für den CTC-Modus auf 
203 setzen, sonst auf 204. Schwups hat man ideal einen 50ms Takt, der 
lediglich um max. acht 32KHz Takte (244µs) um den idealen Zeitpunkt 
jittert.
ISR () {
static uint8_t jitter;

if (jitter==4) {
  jitter=0;
  OCR2A = 203;
} else
  jitter++;
  OCR2A = 204;
}

So in etwa.

MfG
Falk

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