定时器校正

发表于 2013-11-13 22:47

用51单片机定时器TO做定时，但实际时间有误差，如何校正误差或降低误差。。。。请多多指教

发表于 2013-11-14 10:39

本帖最后由 tyw 于 2013-11-14 10:56 编辑

造成定时误差有多种原因:
1. 定时中断设定级别不高,被其他中断打断,可提升级别,或定时中断时关闭其他中断,返回时再恢复.
2. 定时中断里动作太多且不规则(忽长忽短),超出一个定时周期,可把中断内任务尽可能放到外面做.
3. 定时计数器设置不准.可重算解决.
4. 系统时钟所用晶振温漂级别,陶振是10^-5,石英晶振是10^-6,RC是是10^-4,选用合适的器件.来满足定时温漂.
5. 根据实测误差,修正定时计数器预置值来补尝,但量产时不方便.

发表于 2013-11-14 15:07

你想要多高精度？

发表于 2013-11-14 20:46

T叔威武

发表于 2013-11-14 21:18

如何消除定时器的积累误差？——响应中断是需要时间的，且这个时间随外部条件变化会有所变化，虽然变化不会太大，但多次的积累有可能会造成时间忽长忽短，会有比较明显的定时不准的感觉。解决的办法是，每次响应中断后读定时器，然后根据该次中断的响应时间修正中断时间常数。这样定时器的误差就不再积累。其他方面老T已经说得比较全面了。

发表于 2013-11-14 21:38

要做到很准是不可能的,够用就行了。

发表于 2013-11-14 22:40

本帖最后由 xvezhe 于 2013-11-14 22:44 编辑

chunyang 发表于 2013-11-14 15:07
你想要多高精度？

100秒倒计时，误差不超0.1秒，还有误差能在一个阶段校正，不让误差累计。。。可以达到吗？谢谢，

发表于 2013-11-14 22:42

本帖最后由 xvezhe 于 2013-11-14 22:47 编辑

tyw 发表于 2013-11-14 10:39
造成定时误差有多种原因:
1. 定时中断设定级别不高,被其他中断打断,可提升级别,或定时中断时关闭其他中断, ...

程序就一个定时器中断。。。。在中断中处理数据很少，只要是用于定时1s，0.75s标志位。。。。
现在若40s，倒数到最后相差0.3s左右，之后还误差累加。。。。如何降低误差，请指教

想请教如何重算呢？谢谢

发表于 2013-11-14 22:49

huangxz 发表于 2013-11-14 21:38
要做到很准是不可能的,够用就行了。

恩恩，若能在一定阶段校正误差的话。。。。就可以了。。。谢谢

发表于 2013-11-14 22:50

qzlbwang 发表于 2013-11-14 21:18
如何消除定时器的积累误差？——响应中断是需要时间的，且这个时间随外部条件变化会有所变化，虽然变化不会 ...

呵呵，有例子参考一下，谢谢指教。。。

发表于 2013-11-14 22:59

xvezhe 发表于 2013-11-14 22:40
100秒倒计时，误差不超0.1秒，还有误差能在一个阶段校正，不让误差累计。。。可以达到吗？谢谢， ...

这当然可以轻松实现，注意控制好软件的时序，结构是否最优无所谓，但每个循环的时间要尽量相同，同时针对晶体的频偏和温漂做一个补偿就可以了。

发表于 2013-11-15 00:11

本帖最后由 nyf1972 于 2013-11-15 00:22 编辑

这个是个老问题了，N年前我就在这个坛子中写过，现在再说一下:
1.你要求的精度是完全可以保证的，每个月的误差可以控制在20秒以内，这个主要是由于晶振的误差造成的。
2.单片机处理的误差几乎可以忽略不计，但是要按如下的方法来进行处理：
  设计一个定时器，使用8位定时器，不要进行赋值，直接让其自由运行，溢出的时候产生会中断（255变到0 或65535变到0），中断中把溢出次数加一处理。这个中断的级别要求要高一些！切记切记！
  说明：为何要只有运行，不赋值？因为在赋值的时候有几个机器周期的误差，而且不可控，而自由运行的时候，是没有这个误差的。
  再设计一个任务，每次中断间隔为10ms,这个间隔多少可以调整，这个任务主要作用是查询前面一个定时器的溢出次数，根据溢出次数进行计算，然后得到你想要的数据。
3.对于一般任务而言，不用温度补偿，其实普通的晶体已经可以达到你的要求，除非你做更高精度的设计，如果是这样，将严重受控于晶体的温度系数。
4.鄙视一下那些用DELAY的方法和外加补偿的方法来实现延迟或定时的程序方法。明显的又费马达又费油的做法。
5.不要老想到用程序补偿的方法来做，那是治标不治本的做法。

发表于 2013-11-15 00:43

好吧， T叔和楼上个哥们都说得好详细了，我再次肯定晶振的误差是最主要的。

发表于 2013-11-15 08:36

nyf1972 发表于 2013-11-15 00:11
这个是个老问题了，N年前我就在这个坛子中写过，现在再说一下:
1.你要求的精度是完全可以保证的，每个月的 ...

谢谢指点。。。。新手学习了。。。。。不过程序代码不知如何写，有代码参考吗？（C语言）

发表于 2013-11-15 08:44

100秒允许误差0.1秒，也就是允许误差0.1%！楼主的误差都超过0.1%了，还会是“晶振的误差是主要的”？您又是如何肯定的呢？依据又在哪里？
回答楼主：这个以前做过（是用汇编做的），肯定可以达到你的要求，但例程已经找不到了（因为笔记本被偷了），说一下思路吧，不复杂：响应中断后（响应中断的时间不固定，因为和中断发生的时机有关），关中断，做好现场保护，然后读定时器，再加上后面几条指令所需的时间（这是固定的，因为已经关中断，不会有其他中断来干扰这几条指令的执行时间），再加上定时时间常数，然后将其送入定时器，这时候实际定时时间常数将定时中断发生时到现在的这段时间扣除，其中包含了不确定的中断响应时间。那么即便重复使用再多次的该定时中断，也只有一次误差，而不会积累。也就是说误差至多是若干个机器周期，当然这是建立于晶振准确的基础之上的，但晶振的误差是很小的，对于你要求的精度来说足足有余，使用不用考虑。除非你用的伪劣的。

发表于 2013-11-15 08:52

12楼的方法也正确。只是不重新赋值的话，有时候需要延时的时间会出现要N次中断再加若干个机器周期的情况，这另外加若干个机器周期的情况处理起来感觉繁琐。当然也可以采用自动更新时间常数的模式，但在51里就只能用8位定时器了，需要比较长的延时的话中断的次数会很多。感觉定时器的使用不够灵活。

发表于 2013-11-15 09:31

qzlbwang 发表于 2013-11-15 08:52
12楼的方法也正确。只是不重新赋值的话，有时候需要延时的时间会出现要N次中断再加若干个机器周期的情况， ...

谢谢。。。:loveliness:

发表于 2013-11-15 12:27

二姨每过一阵子都会出现这个讨论单片机定时器精度的帖子，论坛里有一篇灯苗大侠的汇编的帖子，那个精度是最高的，无出其右

发表于 2013-11-17 22:28

本帖最后由 nyf1972 于 2013-11-18 00:16 编辑

假设你使用的是12M的晶振（而且使用12分频的）
T0 设计为8位，等效于每0.256mS中断一次
T0中断程序内容：（最高优先级别）
   ｛
      CntT0Base256us++;  //长整型（可涵盖你的100S）
      ｝
外部再用另外一个定时器设计一个中断，每10ms中断一次：(这个时间尽量大点，可以尽量控制终端程序的处理量小一点，决定时间精度不在这个地方，这个仅仅用于输出用)
      {
      TotalTime_ms=CntT0Base256us*256/1000;
      DispTime_s=TotalTime_ms/1000;
      DispTime_ms =TotalTime_ms%1000;
      }
   这个程序最关键的地方就是：
   1.中断发生后,不对T0进行赋值，内部硬件会自动由255变成0的。（如果要去赋值，又有几个周期去了，只是你没有意识到这个问题而已，如果这个地方做补偿，如果运气好可能行，但是绝大多数情况是不能完全补偿到1个周期都不差的，用C写代码你知道到底保护了那些寄存器？汇编中占用了几个机器周期？有得你计算了！！！！这就是造成定时不准确的原因），我们认为晶体是可靠的，并且精度能够满足，而定时器的运行完全靠硬件运行。不需要软件赋值，只是定时器发生中断的时候，我们去处理一件很小很小的事情，而且不动定时器的值，这样就能够消除累计误差，这样做下去理论是是没有累计误差的。
   2.有一点很多人想不通，为了程序方便，就把定时器设计成好处理的0.1ms或1ms，而如果你找不到合适的晶振使定时器刚好自由运行溢出的时间为0.1ms或1ms，那就必须通过软件去修改定时器的值，这样就造成误差。其实反过来想，我为何一定要设计成0.1ms，为何不可以设计成0.256ms？？
   3.时间基数CntT0Base256us一定要准确。但是程序在处理输出和显示等程序由于误差的问题，是可以允许有一定误差的（TotalTime_ms以及DispTime_s和DispTime_ms这些数据中肯定有舍去数据的）。但是显示的一些数据误差并没有影响基数的误差(前面程序可以看出，并没有修改CntT0Base256us)。下一次显示任然是从基数中得到，这样做就一定没有累计误差的。
   4.个人觉得如果这样处理后还达不到要求才考虑更换晶体！千万不要本末倒置。

发表于 2013-11-17 23:19

再补充一下：
如果你觉得实用性不够广泛
可以把基数设计成整数，
   if(CntT0Base256us++==1000)
         {
         if(CntT0Base256ms++==1000)
            {
            if(CntT0Base256s++==1000)
                  {
                  Cnt256s++;
                  }
            }
         }
   这样来处理不晓得还能不能满足你的应用？？？

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