在嵌入式系统中，定时器（Timer）是一个非常重要的外设模块。它不仅用于实现精确的延时，还常常用来生成脉宽调制（PWM）信号、捕捉外部事件以及执行周期性任务。
1. 定时器的基本概念
定时器是一种硬件模块，用于计数时钟脉冲或外部信号，从而实现时间控制功能。与依赖软件实现延时不同，硬件定时器具有更高的精度和更低的 CPU 负载。
我们以AVR® 微控制器为例，介绍一种常见的定时器工作方式：
- TCA 定时器工作方式
TCA 是一款经过优化的定时器，专门用于生成脉宽调制（PWM）信号。存在于 tinyAVR 0 系列、tinyAVR 1 系列、megaAVR 0 系列和 AVR DA 系列等设备中。
图 1 - TCA 定时器功能框图
它可以工作在 16 位模式，以实现高分辨率输出；也可以工作在 2 个 8 位模式，此时定时器的每一半都能独立运行。定时器会一直运行，直到达到上限（TOP）值。当达到上限值时，定时器会重置为下限（BOTTOM）值（即零），但双斜率模式除外。在双斜率模式下，定时器不会重置为零，而是会向下计数到零，从而重置计数周期。如下图 1 所示。
图 2 - TCA 定时器工作方式
为了生成 PWM 信号，TCA 设有比较通道，用于检查定时器的值是否与设定值匹配或超过设定值。如果匹配或超过，相关的输出就会变为高电平。该定时器还支持双缓冲功能，即写入定时器的值会被暂存，直到定时器触发更新操作（具体的更新方式因工作模式而异）。借助事件系统（EVSYS），还可以实现更高级的控制。例如，事件系统可用于对输入进行门控、对事件边沿进行计数、控制计数方向（向上或向下），以及在各种条件下重启定时器。
下一篇帖子，我们继续介绍 AVR 定时器 TCD模式介绍
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