1、第六章 定時器,6.1 .1 定時器模塊概述 S12定時器模塊在標準定時器基礎上增加了一些新功能，稱為增強型定時器模塊（Enhanced Capture Timer Module, ECT) 有一下特點： 4個具有16位緩沖寄存器（TCnH）的輸入捕捉通道； 4個8位脈沖累加器可以通過級聯(lián)形成2個16位的脈沖累加器（PA,PB)； 1個具有4位預分頻器的16位遞減模數(shù)計數(shù)器； 4個可選的延遲計數(shù)器用來增強輸入抗干擾能力。,S12 定時器的基本結(jié)構(gòu),PT0-PT7: IC0-IC7,OC0-0C7， ICn、OCn。 TCNT: 16位計數(shù)器，加1，不能任意改變計數(shù)值，只讀； PA ,PB：16

2、位脈沖累加器,PB無中斷溢出功能； ICO0-ICO7具有中斷功能 ，由CnI控制，CnF 標志。,重慶大學通信工程學院 王毅 王永東,Pin Logic,Delay Counter,輸出比較寄存器,輸入捕捉寄存器,脈沖累加器 PA1,保持寄存器PA1H,保持寄存器TC1H,預分頻1,Bus Clock,CH1,預分頻2,0,控制邏輯,Control Bits,Reset,定時器結(jié)構(gòu),兩個計時基礎 ：MAIN TIMER , 具有預分頻器： 分別是 1-128 輸入捕捉、輸出比較寄存器：TCn、脈沖累加器PAn 輸入捕捉、輸出比較保持寄存器 ：TCnH PAnH 控制位：控制計時數(shù)據(jù)打入保持寄

3、存器。與鎖存模式相關(guān)；,6.1.2 輸入捕捉/輸出比較,非緩沖IC通道 有4個非緩沖通道（IOC4IOC7)各自具有一個捕捉寄存器TCn。 可以由輸入覆蓋控制寄存器ICOVW決定捕捉到的數(shù)據(jù)是否允許被覆蓋。 緩沖IC通道 有4個緩沖通道（IOC0IOC3)除了各自具有一個捕捉寄存器外，還有一個保持寄存器，可以連續(xù)捕捉2次不同時刻的值。 可以工作在鎖存方式或隊列方式。 （注：鎖存方式類似于非緩沖通道，隊列方式就是先進先出）,6.1.2 輸入捕捉/輸出比較,1.輸入捕捉 輸入捕捉是通過捕獲自由運行計數(shù)器來監(jiān)視外部事件。主要用于信號檢測、頻率測量、脈沖寬度和輸入計數(shù)。 輸入捕捉的基本定義： 外部事件

4、或信號發(fā)生規(guī)定變化； 主計數(shù)寄存器TCNT內(nèi)容鎖存到TCn； CnI= 1 , 允許中斷， 發(fā)中斷,置標志位CnF 記錄事件發(fā)生的時刻、信號變化的時刻； TCnH 可實現(xiàn)兩次輸入捕捉， 產(chǎn)生中斷或置位 TCNT TCn TCnH,對于帶緩沖輸入捕捉通道 輸入鎖存模式 （LATQ=1) TCNTTCn ：事件條件滿足自動傳送； TCn TCnH : 需要” 鎖存打入信號“。 由模數(shù)計數(shù)器定時控制、或強制鎖存。 輸入隊列模式 （LATQ=0) TCNT TCn TCn TCnH,輸入捕捉過程,比較/捕捉 單元 16位自由運行計數(shù)器,16位輸入捕捉鎖存器 TCn,捕捉發(fā)生時，狀態(tài)位置1,向CPU發(fā)出

5、中斷請求,Edge,沿選擇 檢測,ICx,ICxF,ICxI,上升/下降沿,可選中斷屏蔽,當外部事件發(fā)生時，或外部信號輸入發(fā)生變化時，記錄當前時間,TCNT,TICx,延時 計數(shù)器,OR,OR,應用: ABS 剎車. 雷達測距，發(fā)動機,引腳, 共有8個輸入捕捉通道 每個通道有自己的向量表和控制寄存器,輸入捕捉的用途 對外部信號脈沖， 使用中斷方法， 記錄脈沖的個數(shù)； 管理外部中斷手段，時間及中斷源； 測量信號的周期；,重慶大學通信工程學院 王毅 王永東,2.輸出比較,輸出比較功能過程,16位自由運行計數(shù)器,16位輸出比較寄存器 比如：0 x5678 軟件可以修改,引腳控制邏輯,中斷請求,OCn

6、F,狀態(tài)標志位置位， 當比較發(fā)生時（值相等時）,OCnI, 共有8個輸出比較通道 每個通道有自己的向量表和控制寄存器,用途 在特定的時刻輸出一個信號； 產(chǎn)生周期可控制信號； 精確計時；,當比較寄存器的值和計數(shù) 器的值相等時，采取行動 比如：當TCNT=0 x5678,TCNT,TCn,Pin OCn,比較器,相等,置位,OR,OR,清零,翻轉(zhuǎn),例：6-1 時鐘定時 設計,定時器時間 = 預置數(shù) * 總線周期 * 預分頻系數(shù) 總線頻率2M （周期=1/2000000秒）， 最大延時時間= 65536 *(1/2000000)*128=4.1942秒。 預置數(shù) = 定時時間/（總線周期 * 預分頻

7、系數(shù)） 當：定時時間1秒， 總線頻率2M （周期=1/2000000秒）， 預分頻=128 時 預置數(shù)= 1*2000000/128=15625 3秒延時= 3*15625=46875 0.1秒 延時 = 1563,INIECT: LDAA #$80 ; 開定時器 TEN=1;WAIT 禁止工作 STAA TSCR1 ; 非快速清標志位 LDAA #$87 ； TOI=1,PR0:2=111 STAA TSCR2 ；分頻128 LDAA #$01 ；通道0中斷使能 STAA TIE LDAA #$FF ；設置為輸出比較 STAA TIOS LDAA #$00 ；輸出與外界斷開 STAA TCT

8、L2 BSET TFLG1,#$01 ；清中斷標志位 RTS,Entry: LDS #_SEG_END_SSTACK CLI LDAA #$F0 STAA DDRB BSR INIECT LDX TCNT ADDX #$3*15625 STX TC0 W:LDAA #$7f STAA PORTB BSR DELAY1 BRA W ORG Virq DC.W ISR ORG Vtimch0 ; DC.W ISR ORG Vtimovf DC.W ISR_OVER,ISR: SEI BSET TFLG1,#$01 ;清中斷標志 LDX TCNT ADDX #3*15625 STX TC0 LDAB

9、 #%00001010 STAB PORTB BSR DELAY CLI RTI,ISR_OVER: SEI BSET TFLG2, #$80；清中斷標志 LDAB #%10011010 STAB PORTB JSR DELAY CLI RTI,主程序 定時 溢出,問題：如果TCn送一個固定時間數(shù)據(jù)， 產(chǎn)生中斷的時間周期？,6.1.3脈沖累加器和模數(shù)計數(shù)器,1.脈沖累加器功能引腳 P0-P4 共4個累加器，對應IOC0-IOC4通道。 每個通道具有8位累加器 PAn及保持寄存器PAnH PA0+PA1=PACB , IOC0/PT0 , PBCTL , PBFLG PA2+PA3=PACA ,

10、 IOC7/PT7 , PACTL , PAFLG,2.脈沖累加器工作模式： LATQ=1：脈沖鎖存模式。 PAn PAnH ,打入到累加器的條件： MCCNT計數(shù)器減到0 ，即計時到，可以產(chǎn)生中斷； 向MCCNT 寫0 ，不產(chǎn)生中斷； MCCNT對應控制寄存器MCCTL的ICLAT位置1（對所有累加 器）； LATQ = 0 脈沖累加隊列模式 LDAA TCnH ：PAn -PAnH 并且 PAn=0;,3.脈沖累加器的計數(shù)方式,8 位計數(shù)器,PA7/PAI,脈沖累加器輸入引腳,事件計數(shù)模式； 引腳作為計數(shù)器時鐘； 軟件選擇以什么沿來計數(shù)； 計數(shù)器溢出時，產(chǎn)生中斷（可選）； 在PAI引腳每個

11、主動電平將產(chǎn)生中斷 ；,8 位計數(shù)器,PA7/PAI,脈沖累加器輸入引腳,時間累加模式 引腳作為計數(shù)器,軟件選擇主動電平作為門的輸入； 當計數(shù)器溢出時產(chǎn)生中斷； 在使能的引腳上后面的邊緣時產(chǎn)生中斷；,自由運行E/64時鐘,對事件計數(shù)模式：PEDGE 選擇哪個PAI的沿用來增加 PACNT寄存器,對門累加模式： PEDGE選擇哪個PAI 狀態(tài)用來禁止計數(shù) (比如. PEDGE = 1 則 當PAI 為高電平時，禁止計數(shù) )。,重慶大學通信工程學院 王毅 王永東,6.2 PIT周期中斷定時器,重慶大學通信工程學院 王毅 王永東,強制加載位,PITFLT.PFLTn,計數(shù)寄存器,選通微計數(shù)器,硬件

12、觸發(fā),中斷 請求,重慶大學通信工程學院 王毅 王永東,裝載寄存器： PITLD0PITLD3 四個16位； PITMTLD0 ,PITMLD1 兩個8位. 啟動計時條件： 計時模塊(PITCFLMT.PITE)和 通道使能PITCE.PCEn)同時有效,n = 0,1,2,3； 強制加載位置1； 啟動計時器引發(fā)數(shù)據(jù)裝載操作： PITLDn PITCNTn PITMTLDn 微計時器n,重慶大學通信工程學院 王毅 王永東,ORG $4000 ；500個總線時鐘延時程序 LDS #$4000 LDAA #$FF STAA DDRB LDAA #0 STAA PORTB MOVW #CH0_ISR

13、, VEC_PIT_CH0 ；$FF7A CLR PITCFLMT ;禁止PIT模塊（控制寄存器） MOVB #$01 , PITCE ；定時器通道0打開 CLR PITMUX ；通道0關(guān)聯(lián)微計算器0 MOVB #$4, PITMTLD0 ；設置微計算器0的加載寄存器 MOVB #$99 ,PITLD0 ；設置16位計數(shù)器的加載寄存器 MOVB #$01 , PITINTE ；通道0 中斷使能 MOVB #$80 , PITCFLMT ；打開PIT模塊 CLI BRA * CH0_ISR: MOVB #$01 , PITTF ；清通道0超時中斷標志 COMB ；B口輸出電平翻轉(zhuǎn) TRI,重慶大

14、學通信工程學院 王毅 王永東,6.3 實時中斷,用途：用來產(chǎn)生固定周期的硬件定時中斷。,重慶大學通信工程學院 王毅 王永東,RH-1 T = 晶振周期 2 ( RL+1) 1024 其中：RH = RTICTL 64, RL = RTICTL 30。 RH=0,關(guān)閉實時中斷。 列：振蕩周期為T ， RH =3, RL=10 T = T * 4*11*1024,重慶大學通信工程學院 王毅 王永東,Pin Logic,Delay Counter,輸出比較寄存器,輸入捕捉寄存器,脈沖累加器 PA1,保持寄存器PA1H,保持寄存器TC1H,預分頻1,Bus Clock,CH1,預分頻2,0,控制邏輯,

15、Control Bits,Reset,定時器結(jié)構(gòu),兩個計時基礎 ：MAIN TIMER , 16 BIT MODULO DOWN_COUNTE； 具有預分頻器： 分別是 1-128 ， 1-16； 引腳邏輯控制器：PIN LOGIC 延時計數(shù)： DELAY COUNTER 輸入捕捉、輸出比較寄存器：TCn、脈沖累加器PAn 輸入捕捉、輸出比較保持寄存器 ：TCnH PAnH 控制位：控制計時數(shù)據(jù)打入保持寄存器。與鎖存模式相關(guān)； 裝載寄存器 : LOAD REGISTE ；,8.3.1脈沖累加控制寄存器 1. 16位脈沖累加器A控制寄存器PACTL,PAEN: 脈沖累加器使能位：1：使能 ；0：

16、禁止 PAMOD:脈沖累加器模式控制位：1：門控方式；0：事件計數(shù) PEDGE:有效邊沿設定：,PEMOD=0，事件計數(shù)模式： PEDGE =0: PT7的下降沿引發(fā)計數(shù)器加一； =1： PT7的上升沿引發(fā)計數(shù)器加一。 PEMOD=1, 門控模式： PEDGE = 0:當PT7引腳高電平時，PACA累加開始，累加頻率=總線頻率/64。在PT7的下降沿，置中斷標志位PAIF。 PEDGE = 1:當PT7引腳低電平時，PACA累加開始，累加頻率=總線頻率/64。在PT7的上升沿，置中斷標志位PAIF。,2. 16位脈沖累加器A 標志寄存器PAFLAG,PAOVF : 脈沖累加器溢出中斷標志位 P

17、AIF ：脈沖累加器輸入跳變標志 計數(shù)方式：有效邊沿產(chǎn)生計數(shù)同時產(chǎn)生中斷標志； 事件方式：輸入信號結(jié)束邊沿產(chǎn)生中斷標志。,PAOVI : 脈沖累加器溢出中斷使能： 0：禁止 ；1：使能。 PAI ：脈沖累加器輸入中斷使能： 0：禁止 ；1：使能。 CLK0,CLK1:TCNT計時輸入頻率選擇4種。 注意： PACLK = 總線頻率/64.,MCZI:模數(shù)計數(shù)器向下溢出中斷使能： 0：禁止 ：1：使能 MODCM: 0：單次計數(shù)方式 ； 1：循環(huán)計數(shù)方式 RDMCL:模數(shù)讀取位選擇： 0：讀回模數(shù)計數(shù)器當前值； 1：返回加載寄存器的值 ICLAT:捕捉寄存器強制轉(zhuǎn)移控制位 0：無效： 1： TC

18、n TCnH ； PAn PAnH；0 PAn MCEN:模數(shù)遞減計數(shù)器使能位。 0：禁止 1：使能 FLMC:僅寫1的時候，產(chǎn)生裝載寄存器的內(nèi)容強制裝入MCCNT,復位分頻因子； MCPR1,MCPR0:,8.3.2模數(shù)計數(shù)器 （1）16位模數(shù)計數(shù)器控制寄存器MCCTCL,(2)16位模數(shù)計數(shù)器標志寄存器MCFLG,MCZF : 模數(shù)計數(shù)溢出中斷標志位 POLF0 : 首次捕捉的極性；0：上升；1：下降,（3）16位模數(shù)遞減計數(shù)寄存器MCCNT 讀MCCNT ，返回： RDMCL=0 計數(shù)器當前值 ；RDMCL=1 加載寄存器值; 對輸入捕捉或脈沖累加，如果設置為鎖存模式且輸入緩沖使能（LA

19、TQ=1,BUFFEN=1),寫$0000到MCCNT鎖存TC 、PA到保持寄 存器 ；并且MCCNT保持位0 ，不會產(chǎn)生中斷標志置1； 當MCCNT 計數(shù)到零時， 自動產(chǎn)生鎖存信號并產(chǎn)生中斷。 對應循環(huán)使用方式（MODMC=1),寫MCCNT的數(shù)據(jù)， 在 MCCNT回零后卡是生效，非立即生效； 對于單次計數(shù)方式(MODMC=0),寫MCCNT，清零MCCNT，然后用新值更新計數(shù)器。實現(xiàn)規(guī)定時刻的計數(shù)減一開始。,晶振頻率= 16 MHZ 總線頻率= 晶振/2 = 8MHZ 總線周期= 1/8000000= 125 /1000000/1000=125NS 計算中斷下溢周期時間為191 US 時，

20、MCCNT預置數(shù)？ MCCNT下溢出中斷周期 = 總線周期 * 預分頻（1，4，8，16）* MCCNT MCCNT = 中斷周期/總線周期/預分頻 = 191 * 1000 / 125/4 = 382,如何計算MCCNT常數(shù),模向下計數(shù)器總結(jié),二進制向下計數(shù)器. 可以完全控制計數(shù)起始值 應用于精確事件計時-用于產(chǎn)生周期性的標志位和中斷 主定時器單獨運行。時鐘來自總線時鐘，并經(jīng)過預分頻。 可以被設置為定時中斷或產(chǎn)生標志位?；蜓b載初始值后向下計數(shù)到$0000。,裝載,向下計數(shù)至0,執(zhí)行動作,關(guān)于TCNT、 MCCNT總結(jié) TCNT：一直運行。每當條件滿足， 產(chǎn)生捕捉或輸出比較，內(nèi)容部能改變，不能

21、寫； MCCNT:可以控制計時的開始，作為鎖存模式時間控制的基礎，并形成打入鎖存的信號，可以讀寫。 脈沖累加：對脈沖計數(shù)或?qū)﹂T控信號計數(shù)。 脈沖累加器以輸入引腳作為條件時鐘， 或輸入作為控制計時的起始結(jié)束。,隊列,鎖存,鎖存,補充說明： 定時器模塊的中斷 13個中斷向量 8個定時器通道產(chǎn)生的中斷: CnF 1個模數(shù)計數(shù)器下溢中斷 : MCZF 1個脈沖累加器B溢出中斷: PBOVF 1個脈沖累加器A輸入中斷: PAOVI 1個脈沖累加器A溢出中斷: PAOVF 1個自由定時器溢出中斷 : TOF,重慶大學通信工程學院 王毅 王永東,強制加載位,PITFLT.PFLTn,計數(shù)寄存器,選通微計數(shù)器

22、,硬件 觸發(fā),中斷 請求,重慶大學通信工程學院 王毅 王永東,6.2 PIT周期中斷定時器,重慶大學通信工程學院 王毅 王永東,加載寄存器： PITLD0PITLD3 四個16位； PITMTLD0 ,PITMLD1 兩個8位. 啟動計時條件： 計時模塊和通道使能同時有效； 強制加載位置1； 啟動計時器引發(fā)操作： PITLDn PITCNTn PITMTLDn 微計時器n,重慶大學通信工程學院 王毅 王永東,ORG $4000 ；500個總線時鐘延時程序 LDS #$4000 LDAA #$FF STAA DDRB LDAA #0 STAA PORTB MOVW #CH0_ISR , VEC_

23、PIT_CH0 CLR PITCFLMT ;禁止PIT模塊（控制寄存器） MOVB #$01 , PITCE ；定時器通道0打開 CLR PITMUX ；通道0關(guān)聯(lián)微計算器0 MOVB #$4, PITMTLD0 ；設置微計算器0的加載寄存器 MOVB #$99 ,PITLD0 ；設置16位計數(shù)器的加載寄存器 MOVB #$01 , PITINTE ；通道0 中斷使能 MOVB #$80 , PITCFLMT ；打開PIT模塊 CLI BRA * CH0_ISR: MOVB #$01 , PITTF COMB ；B口輸出電平翻轉(zhuǎn) TRI,重慶大學通信工程學院 王毅 王永東,6.3 實時中斷,用

24、途：用來產(chǎn)生固定周期的硬件定時中斷。,重慶大學通信工程學院 王毅 王永東,RH-1 T = 晶振周期 2 ( RL+1) 1024 其中：RH = RTICTL 64, RL = RTICTL 30。 RH=0,關(guān)閉實時中斷。 列：振蕩周期為T ， RH =3, RL=10 T = T * 4*11*1024,重慶大學通信工程學院 王毅 王永東,重慶大學通信工程學院 王毅 王永東,TIMER 定時器使能：1 計數(shù)器使能 ；0 計數(shù)器禁止,（1）TSCR1 定時器系統(tǒng)控制寄存器 -低功耗模式,RST: 00,$0006,TEN TSWAI TSFRZ TFFCA Reserved,TSWAI 在

25、WAIT模式時： 0 = 不停止； 1 = 停止,TSBCK 在DEBUG模式時， 定時器停止。 0 = 不停止 ； 1 = 停止,TFFCA 定時器快速標志位清除使能 0 = 定時器標志位正常清零 1 = 讀取輸入捕捉或 寫輸出比較寄存器， 對相應通道標志位清零（0 CnF） 讀TCNT 清TOF標志,(2) TSCR2 定時器系統(tǒng)控制寄存器,TCRE - 允許使用PWM功能,總線頻率FBUS，分頻因子為FACTOR 。 溢出時間 T = 65536 * FRCTOR / FBUS,定時器中斷使能寄存器TIE - CnI,(4) 定時計數(shù)寄存器TCNT,CnI與TFLG1標志寄存器CnF一一對應。,正常模式下， 寫該寄存器無意義。,TCTL1,TCTL2,(5)控制寄存器TCTL1、TCTL2（僅對輸出比較） 定義輸出比較成功時的輸出動作： 斷開、翻轉(zhuǎn)、低電平、高電平,（6）通道選擇寄存器 TIOS - IOSn,(7) 輸入捕捉和輸出比較（IC/OC ）寄存器TCn,0: 對應通道為輸入捕捉； 1：對應通道為輸出比較。,對輸入捕捉，有效邊沿發(fā)生，鎖存TCNT值，讀TCn獲得計數(shù)值; 寫TCn設置輸出比較的計數(shù)值。 在輸入捕捉模式，可以讀， 寫沒有意義； 在輸出比