PAGEXX科技大學(xué)Freescale單片機(jī)原理與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目TPM編程應(yīng)用【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、理解HCS08的定時(shí)器/PWM模塊TPM（Timer/Pulse-WidthModulator）模塊原理2、學(xué)會(huì)TPM模塊設(shè)計(jì)3、進(jìn)一步認(rèn)識(shí)“對(duì)MCU外部管腳/內(nèi)部模塊的控制正是通過(guò)Regs的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)”【實(shí)驗(yàn)原理】MC9S08AW60系列中的定時(shí)器系統(tǒng)包括兩個(gè)獨(dú)立的TPM：一個(gè)6通道的TPM1和一個(gè)2通道的TPM2。TPM模塊管腳和I/O管腳復(fù)用。定時(shí)器系統(tǒng)總共8個(gè)通道，每一個(gè)通道都可作為輸入捕捉、輸出比較、或帶緩沖的邊緣對(duì)齊PWM。每一個(gè)TPM的所有通道都可以配置成為帶緩沖的中心對(duì)齊脈寬調(diào)制CPWM（buffered,center-alignedpulse-widthmodulation）。每一個(gè)TPM預(yù)分頻器的時(shí)鐘源都可以獨(dú)立選擇總線時(shí)鐘、固定系統(tǒng)時(shí)鐘或外部管腳對(duì)每個(gè)TPM，每個(gè)通道一個(gè)中斷，還有一個(gè)計(jì)數(shù)中止中斷。定時(shí)器系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為：兩個(gè)獨(dú)立的TPM每個(gè)TPM都由1個(gè)16位的計(jì)數(shù)器與n(n=6or2)個(gè)輸入/輸出通道組成；每一個(gè)通道都可作為輸入捕捉、輸出比較、或帶緩沖的邊緣對(duì)齊PWM。TPM模塊自由計(jì)數(shù)定時(shí)核心是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器。三種時(shí)鐘源之一經(jīng)過(guò)分頻之后的脈沖即作為定時(shí)器的計(jì)數(shù)脈沖；每過(guò)一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，Counter便自動(dòng)+1，Counter加到FFFF后翻轉(zhuǎn)到$0000，同時(shí)置溢出標(biāo)志位TOF為1，然后重新開(kāi)始計(jì)數(shù)；溢出時(shí)若TOIE為1，還會(huì)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。Fbus和分頻比的不同可以產(chǎn)生不同的溢出時(shí)間間隔；但是這種自由計(jì)數(shù)定時(shí)方式定時(shí)有限。只讀的16位TPM計(jì)數(shù)寄存器由兩個(gè)字節(jié)寄存器TPMxCNTH和TPMxCNTL構(gòu)成。TPM預(yù)置計(jì)數(shù)定時(shí)：向16位模數(shù)計(jì)數(shù)寄存器TPMxMODH:TPMxMODL寫入一個(gè)確定的數(shù)值，則計(jì)數(shù)器每進(jìn)行一次計(jì)數(shù)都會(huì)將計(jì)數(shù)和模數(shù)計(jì)數(shù)寄存器的值進(jìn)行比較，如果相同就產(chǎn)生溢出，同時(shí)置溢出標(biāo)志位TOF為1，然后重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，溢出時(shí)若TOIE為1，還會(huì)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。TPM每個(gè)自由計(jì)數(shù)器包含三個(gè)寄存器：一個(gè)8位狀態(tài)控制寄存器（TPMxSC），一個(gè)16位計(jì)數(shù)器（TPMxCNTH:TPMxCNTL，一個(gè)16位模數(shù)寄存器（TPMxMODH:TPMxMODL）。其中，x=1/2（1）定時(shí)器x狀態(tài)控制寄存器（TPMxSC）如下圖：其中，TOF為溢出標(biāo)志位，為0則沒(méi)有達(dá)到預(yù)置計(jì)數(shù)寄存器中的值沒(méi)有溢出，為1則達(dá)到了預(yù)置計(jì)數(shù)寄存器中的值溢出。TOIE為定時(shí)溢出中斷允許位，可讀/可寫位用來(lái)允許定時(shí)器的溢出中斷。TOIE為1，TOF為1時(shí)允許中斷，復(fù)位清TOIE。定時(shí)器x狀態(tài)控制寄存器（TPMxSC）CLKS[B:A]與PS[2:0]功能如下圖：（2）定時(shí)器x計(jì)數(shù)寄存器（TPMxCNTH:TPMxCNTL）只讀的16位TPM計(jì)數(shù)寄存器由兩個(gè)字節(jié)寄存器TPMxCNTH和TPMxCNTL構(gòu)成。讀兩個(gè)字節(jié)中的任何一個(gè)字節(jié)都會(huì)把兩個(gè)字節(jié)內(nèi)容鎖存進(jìn)內(nèi)部緩沖器，直到另外一個(gè)字節(jié)也被讀取為止。這允許以任何順序讀取連貫的16位寄存器。如下圖：（3）定時(shí)器x模數(shù)寄存器（TPMxMODH:TPMxMODL）?？勺x/寫的TPM模數(shù)寄存器中包含TPM計(jì)數(shù)器的模數(shù)值。當(dāng)TPM計(jì)數(shù)器到達(dá)這個(gè)模數(shù)值后，TPM計(jì)數(shù)器在下一個(gè)時(shí)鐘要么重新從0x0000開(kāi)始計(jì)數(shù)（CPWMS=0），要么從這個(gè)模數(shù)值往下減1計(jì)數(shù)（CPWMS=1），同時(shí)溢出標(biāo)志TOF（TimerOverflowFlag）變?yōu)?。只寫TPMxMODH或者TPMxMODL其中的一個(gè)會(huì)抑制住TOF和溢出中斷直到些另外一個(gè)字節(jié)也被寫為止，因此兩個(gè)寄存器一定都要寫，不能只寫一個(gè)而不管另一個(gè)。復(fù)位會(huì)使TPM模數(shù)寄存器為0x0000，相當(dāng)處于自由運(yùn)行定時(shí)器計(jì)數(shù)模式（模數(shù)禁止）。如下圖：【實(shí)驗(yàn)裝置】FreescaleHC08單片機(jī)，CodeWarrior開(kāi)發(fā)環(huán)境【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】=1\*GB2⑴利用TPM，編程實(shí)現(xiàn)下列功能：利用兩個(gè)七段數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn)00-59秒顯示：自動(dòng)從00開(kāi)始，每一秒鐘，數(shù)字加1；加到59之后，自動(dòng)回到00，重復(fù)開(kāi)始；=2\*GB2⑵外接IRQ按鍵，平時(shí)00-59自動(dòng)加數(shù)顯示，按IRQ按鍵一次后，加數(shù)顯示停止，再按一次IRQ按鍵，繼續(xù)加數(shù)顯示。【結(jié)果分析】實(shí)驗(yàn)（1）最終實(shí)現(xiàn)了用TPM2模塊精確定時(shí)半秒，再利用半秒產(chǎn)生秒的各位和十位，并把秒的各位和十位送到兩位數(shù)碼管上顯示。數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描的方式顯示。TPM2_ISR每隔500ms清零一次，對(duì)秒鐘的高地位進(jìn)行加處理。對(duì)TPM2溢出標(biāo)志清零首先讀標(biāo)志位，然后寫0到標(biāo)志位。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示正確。實(shí)驗(yàn)（2）在（1）的基礎(chǔ)上，增加了IRQ中斷模塊。每按一次IRQ按鍵FLAG計(jì)數(shù)加1，然后取FLAG的最低位。若最低位為0，則停止秒計(jì)時(shí)，數(shù)碼管顯示時(shí)間保持不變；若最低位為1，則正常計(jì)時(shí)、顯示。這樣就實(shí)現(xiàn)了按IRQ按鍵一次后，加數(shù)顯示停止，再按一次IRQ按鍵，繼續(xù)加數(shù)顯示?！緦?shí)驗(yàn)代碼】（1）INCLUDEMC9S08AW60.INC;包含頭文件ORG$0070Half_SecDS1;半秒時(shí)間變量SEG_SelectDS1;數(shù)碼管位選變量Second_LDS1;秒鐘低位Second_HDS1;秒鐘高位NUMDS1COUNTDS1ORG$1860LED_Table: DC.B $c0,$f9,$a4,$b0,$99,$92,$82,$f8;LED字形碼表 DC.B $80,$90recycle:MOV#70t,NUM;軟件延時(shí)5msDBNZNUM,*RTSDelay_5ms:MOV#38t,COUNTrecall:BSRrecycleDBNZCOUNT,recallMOV#07t,COUNTDBNZCOUNT,*RTSIO_Init: ;IO初始化模塊MOV #$FF,PTGD ;初始化輸出端口的數(shù)據(jù)寄存器MOV #$FF,PTDD;初始化輸出端口的數(shù)據(jù)寄存器 MOV #$FF,PTAD ;初始化輸出端口的數(shù)據(jù)寄存器 LDA #%11111111 STA PTADD ;初始化PTA口的八個(gè)管腳作為輸出 STA PTDDD ;初始化PTD口的八個(gè)管腳作為輸出 STA PTGDD ;初始化PTG口的八個(gè)管腳作為輸出 RTS ;子程序返回TPM2_Init:;TPM2模塊中斷方式初始化子程序MOV#$4E,TPM2SC;BUSCLK為TPM2時(shí)鐘源，64分頻，允許TPM2中斷MOV#$7A,TPM2MODHMOV#$12,TPM2MODL;500ms對(duì)應(yīng)模數(shù)值CLI;開(kāi)總中斷RTSTPM2_ISR:;TPM2溢出中斷服務(wù)子程序LDATPM2SC;先讀標(biāo)志位TEFBCLR7,TPM2SC;寫0到TEF清TEF標(biāo)志位INCHalf_SecLDAHalf_SecCMP#2T;是否到了1SBNETPM2_ENDMOV#$00,Half_Sec;到則秒鐘加一，半秒清零INCSecond_LLDASecond_LCMP#10T;秒鐘是否加到10BNETPM2_ENDMOV#$00,Second_L:到則秒鐘各位清零，十位加1INCSecond_HLDASecond_HCMP#6T;秒鐘十位是否到6BNETPM2_ENDMOV#$00,Second_H;到則秒鐘10位清零TPM2_END:RTIMain: CLRX CLRA CLRH STA $1802;禁止COPMOV#$00,Half_SecMOV#$00,Second_H;秒高位初始化MOV#$00,Second_L;秒低位初始化JSR IO_Init;對(duì)PTD，PTG，PTA端口初始化JSR TPM2_Init;TPM2初始化AGAIN:CLRH MOV #%11111110,PTAD ;位選低位 LDA Second_L ;讀秒低位 CLRH TAX LDA LED_Table,X；查字形碼表 STA PTGD ;輸出秒低位 NSA STAPTDD JSR Delay_5ms ;延時(shí)5ms MOV #$FF,PTDD ;熄滅數(shù)碼管，避免宇輝 MOV #%11111101,PTAD ;位選數(shù)碼管高位 LDA Second_H ;讀秒高位 CLRH TAX LDA LED_Table,X STA PTGD NSA STA PTDD ;顯示秒高位 JSR Delay_5ms MOV #$FF,PTGD JMP AGAIN ORG$FFE2DC.WTPM2_ISRORG$FFFEDC.WMainINCLUDE MC9S08AW60.inc ;包含頭文件（2）INCLUDEMC9S08AW60.INC;包含頭文件ORG$0070Half_SecDS1;半秒時(shí)間變量SEG_SelectDS1;數(shù)碼管位選變量Second_LDS1;秒鐘低位Second_HDS1;秒鐘高位FLAGDS1;IRQ中斷計(jì)數(shù)標(biāo)志NUMDS1COUNTDS1ORG$1860LED_Table: DC.B $c0,$f9,$a4,$b0,$99,$92,$82,$f8;LED字形碼表 DC.B $80,$90recycle:MOV#70t,NUM;軟件延時(shí)5msDBNZNUM,*RTSDelay_5ms:MOV#38t,COUNTrecall:BSRrecycleDBNZCOUNT,recallMOV#07t,COUNTDBNZCOUNT,*RTSIO_Init: ;IO初始化模塊MOV #$FF,PTGD ;初始化輸出端口的數(shù)據(jù)寄存器MOV #$FF,PTDD;初始化輸出端口的數(shù)據(jù)寄存器 MOV #$FF,PTAD ;初始化輸出端口的數(shù)據(jù)寄存器 LDA #%11111111 STA PTADD ;初始化PTA口的八個(gè)管腳作為輸出 STA PTDDD ;初始化PTD口的八個(gè)管腳作為輸出 STA PTGDD ;初始化PTG口的八個(gè)管腳作為輸出 RTS ;子程序返回IRQ_Init: ;IRQ中斷初始化模塊 MOV #$00,FLAG；FLAG清零 LDA #%00010010 STA IRQSC ;IRQ功能允許，僅下降沿觸發(fā)，允許中斷 RTSIRQ_ISR: INC FLAGI;計(jì)數(shù)加一 LDAFLAG AND#%00000001；取最低位 STAFLAG BSET 2,IRQSC ；向IRQACK位寫1以清零IRQF RTI TPM2_Init:;TPM2模塊中斷方式初始化子程序MOV#$4E,TPM2SC;BUSCLK為TPM2時(shí)鐘源，64分頻，允許TPM2中斷MOV#$7A,TPM2MODHMOV#$12,TPM2MODL;500ms對(duì)應(yīng)模數(shù)值CLI;開(kāi)總中斷RTSTPM2_ISR:;TPM2溢出中斷服務(wù)子程序LDATPM2SC;先讀標(biāo)志位TEFBCLR7,TPM2SC;寫0到TEF清TEF標(biāo)志位INCHalf_SecLDAHalf_SecCMP#2T;是否到了1SBNETPM2_ENDMOV#$00,Half_Sec;到則秒鐘加一，半秒清零LDAFLAGLDAFLAGCMP#0T;FLAG不為0，則停止計(jì)數(shù)BNETPM2_ENDINCSecond_LLDASecond_LCMP#10T;秒鐘是否加到10BNETPM2_ENDMOV#$00,Second_L:到則秒鐘各位清零，十位加1INCSecond_HLDASecond_HCMP#6T;秒鐘十位是否到6BNETPM2_ENDMOV#$00,Second_H;到則秒鐘10位清零TPM2_END:RTIMain: CLRX CLRA CLRH STA $1802;禁止COPMOV#$00,Half_SecMOV#$00,Second_H;秒高位初始化MOV#$00,Second_L;秒低位初始化JS