从 ISR 中更改 PWM 占空比

Question

我在实现抖动功能以升级我的 ATmega88 的 PWM 分辨率和它控制的 LED 时遇到一些问题。 我的想法是，使用“一种”浮点数，由两个 uint8_t 作为“小数位”组成，例如“255.31”将由“0xff.0x1f”（BYTE_HIGH.BYTE_LOW）表示。

现在我希望 OCR 中的值在 BYTE_HIGH 和 BYTE_HIGH+1 之间抖动，为此我需要第二个计数器（除了定时器本身）来生成覆盖的占空比（定时器的占空比必须在之后递增(int) 255-BYTE_LOW 周期）。但是在 main() 中管理这些东西会导致闪烁，因此我想在称为计时器溢出的 ISR 中执行此操作。

我的 avr 以 20 MHz 运行，为了获得足够的抖动频率，我不能使用高于 8 的预分频器。您认为我可能过于频繁地调用 ISR 吗？但是 ISR 中没有太多代码。

我能想到的另一个问题是，ISR 必须写入可能被计时器同时读取的 OCR，但这不是这种“线程保存”，因为计时器从不写入 OCR ?

我没有适当地找到任何与我的问题有关的东西，所以我希望得到一些提示。请参阅下面的代码

#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/io.h>

#define compare_register OCR2B  //duty cycle

volatile uint8_t dither_count=0;
volatile uint8_t BYTE_HIGH=0;
volatile uint8_t BYTE_LOW=0;

void init_pwm(void){

//some standard pwm initializations
TCCR2A |= (1 << COM2A1);
TCCR2A |= (1 << COM2B1);
// non inverting, fast PWM mode and prescaler to
TCCR2A |= (0 << WGM21) | (1 << WGM20);
TCCR2B |= (1 << CS21);
// set desired pin as an output (not sure, if it's the correct pin, because I left out other pins in use)
DDRD = (1 << DDD3)|(1<<DDD4);

// enable interrupt on timer overflow
TIMSK2 |= (1<<TOIE2);

// enable global interrupts
  sei();
}

ISR(TIMER2_OVF_vect){
  dither_count++;
  if(dither_count<=BYTE_LOW){
    compare_register=BYTE_HIGH+1;
  }else{
    compare_register=BYTE_HIGH;
  }
}

int main(){
init_pwm();
//this or any function dimming the leds
  BYTE_HIGH=10;
  BYTE_LOW=1;
}

这理论上应该可行，但不幸的是它在实际中不起作用。 ISR 被调用，但未按预期运行。我是否在 ISR 中正确调用了变量？ 如果有人能看到我犯的一个根本性错误，我会很高兴，尤其是因为我没有任何串行接口可用于调试......

编辑：同时我发现，ISR 显然卡住了，会阻塞在我的 main 函数中执行的任何代码......

Answer 1

我在 Arduino Uno 上尝试了您的程序。该板是基于 ATmega328P，除了一些额外的内存，基本相同 你的 Mega88（相同的数据表）。我首先在 main()结束：

init_pwm();

// Blink the LED on PB5.
DDRB |= _BV(PB5);
for (;;) {
    PINB |= _BV(PB5);
    _delay_ms(400);
}

PWM 工作显然需要第一行。 LED 闪烁 只是测试程序是否卡在 ISR 中。 结果是：没有。 LED 按预期闪烁。脉宽调制 输出在示波器上看起来也不错。请注意，与 代码中的注释说，您正在 阶段配置计时器 正确 PWM 模式，而不是快速 PWM。那么定时器周期就是2×255定时器 时钟周期而不是 256。

我反汇编了二进制文件并尝试计算 CPU 周期数 需要服务中断。程序编译在-Os 优化级别，我得到了大约 50。鉴于中断每次触发 2×255×8 = 4080 个周期，大约是 CPU 功率的 1.2% 花费在服务中断上。