MSP430定時(shí)器

1、第第7章章 MSP430 定時(shí)器定時(shí)器 Timer_A第第1節(jié)節(jié) 定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器概述計(jì)數(shù)器概述第第2節(jié)節(jié) MSP430 Timer_A第第3節(jié)節(jié) Timer_A 應(yīng)用編程舉例應(yīng)用編程舉例本章教學(xué)目標(biāo)：本章教學(xué)目標(biāo)：1、了解定時(shí)器、了解定時(shí)器/計(jì)數(shù)器基本概念計(jì)數(shù)器基本概念2、掌握、掌握 Timer_A 的組成與工作原理的組成與工作原理3、掌握、掌握 Timer_A 編程技術(shù)編程技術(shù)第第1節(jié)節(jié) 定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器概述計(jì)數(shù)器概述 在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常需要對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)、定時(shí)控制、在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常需要對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)、定時(shí)控制、PWM等定制波形輸出、脈沖寬度測(cè)量、速度測(cè)量、周期等定制波形

2、輸出、脈沖寬度測(cè)量、速度測(cè)量、周期/頻率頻率測(cè)量、事件發(fā)生時(shí)刻的捕捉測(cè)量、事件發(fā)生時(shí)刻的捕捉，這些測(cè)量與控制功能均可借，這些測(cè)量與控制功能均可借助定時(shí)器助定時(shí)器/計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此MCU中通常均設(shè)計(jì)有多個(gè)定時(shí)中通常均設(shè)計(jì)有多個(gè)定時(shí)器器/計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 在在MCU中，無(wú)論是定時(shí)功能還是計(jì)數(shù)功能，實(shí)際上都是由中，無(wú)論是定時(shí)功能還是計(jì)數(shù)功能，實(shí)際上都是由n位（位（8位、位、16位、位、32位等）的加法位等）的加法/減法計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)，區(qū)別僅減法計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)，區(qū)別僅在于計(jì)數(shù)輸入信號(hào)的不同。在于計(jì)數(shù)輸入信號(hào)的不同。 一般地講，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入信號(hào)是外部事件（脈沖信一般地講，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入

3、信號(hào)是外部事件（脈沖信號(hào)），而定時(shí)器的計(jì)數(shù)輸入信號(hào)則是號(hào)），而定時(shí)器的計(jì)數(shù)輸入信號(hào)則是MCU中的時(shí)鐘信號(hào)或經(jīng)過(guò)中的時(shí)鐘信號(hào)或經(jīng)過(guò)分頻后的時(shí)鐘信號(hào)。分頻后的時(shí)鐘信號(hào)。第第2節(jié)節(jié) MSP430 Timer_A 異步異步16-bit定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，具有計(jì)數(shù)器，具有4種工作模式；種工作模式； 可編程選擇的時(shí)鐘源；可編程選擇的時(shí)鐘源； 3個(gè)可編程的捕捉個(gè)可編程的捕捉/比較寄存器；比較寄存器； 可編程輸出方式（可編程輸出方式（8 種種 ）；）； 具有中斷功能（計(jì)數(shù)器溢出、捕捉具有中斷功能（計(jì)數(shù)器溢出、捕捉/比較中斷）比較中斷）Timer Block定時(shí)器模塊定時(shí)器模塊CCR0捕捉捕捉/比較比較模塊模

4、塊0TACLKTAINCLKP1.2/TA1P1.6/TA1P2.3/TA1P1.3/TA2P1.7/TA2P2.4/TA2P1.1/TA0P2.2/TA0P1.5/TA0P2.7/TA0MSP430F149 Timer_A 原理圖原理圖CCR1捕捉捕捉/比較比較模塊模塊1CCR2捕捉捕捉/比較比較模塊模塊2EQU0捕捉輸入（捕捉輸入（CCIxA）/ /比較輸出引腳比較輸出引腳捕捉輸入（捕捉輸入（CCI0B）引腳）引腳比較輸出引腳比較輸出引腳定時(shí)器模塊（定時(shí)器模塊（Timer Block）Timer Clock 的上升沿觸發(fā)的上升沿觸發(fā) 16-bit 的定時(shí)的定時(shí)/計(jì)數(shù)寄存計(jì)數(shù)寄存器（器（TA

5、R）加）加 1 或減或減 1（取決于計(jì)數(shù)方式）。另外，（取決于計(jì)數(shù)方式）。另外，TAR 可以由程序讀出，也可以由程序設(shè)置初值?？梢杂沙绦蜃x出，也可以由程序設(shè)置初值。CCR0比較器輸出比較器輸出00: /101: /210: /411: /800: stop mode01: up mode10: continuous mode11: up/down mode1: TA interrupt enabled1: interrupt pending1: reset TAR ,clock divider and count direction for up/down mode.The TACLR bit

6、 is automatically reset and is always read as zero.定時(shí)器定時(shí)器 A 控制寄存器控制寄存器定時(shí)器定時(shí)器 A 的四種計(jì)數(shù)方式（的四種計(jì)數(shù)方式（Count Mode）Mode Control0 0: stop mode0 1: up mode1 0: continuous mode1 1: up/down modeMCx count modeStop mode : the timer is halted當(dāng)不使用當(dāng)不使用Timer時(shí)，時(shí)，應(yīng)將應(yīng)將Timer配置為配置為Stop mode ，這樣可以降低芯片的功耗這樣可以降低芯片的功耗period=(T

7、ACCR0+1)TUp Mode 鋸齒波方式鋸齒波方式，需要需要CCR0（比較方式）協(xié)助（比較方式）協(xié)助T在在Timer Clock的上升沿處的上升沿處TAR=TAR+1，當(dāng)當(dāng)TARTACCR0時(shí)，自動(dòng)清零時(shí)，自動(dòng)清零TARContinuous Mode最大鋸齒波方式最大鋸齒波方式注意：本方式不注意：本方式不需要需要CCR0協(xié)助協(xié)助Up/Down Mode三角波方式三角波方式注意：本方式注意：本方式需要需要CCR0（比較方式）（比較方式）協(xié)助協(xié)助捕捉捕捉 / 比較模塊比較模塊Capture / Compare BlocksTimer Block定時(shí)器模塊定時(shí)器模塊CCR0捕捉捕捉/比較比較模塊

8、模塊0TACLKTAINCLKP1.2/TA1P1.6/TA1P2.3/TA1P1.3/TA2P1.7/TA2P2.4/TA2P1.1/TA0P2.2/TA0P1.5/TA0P2.7/TA0CCR1捕捉捕捉/比較比較模塊模塊1CCR2捕捉捕捉/比較比較模塊模塊2EQU0Capture/Compare Block捕捉捕捉/比較比較 控制寄存器控制寄存器 TACCTLx (x=0,1,2)capture/compare control registercapture mode00: no capture01: rising edge10: falling edge11: rising & fall

9、ing edgecapture input00: CCIxA01: CCIxB10: GND11: Vcc0: 異步捕捉方式異步捕捉方式1: 同步捕捉方式同步捕捉方式0: 比較方式比較方式1: 捕捉方式捕捉方式輸出方式，輸出方式，8種種1: 中斷允許中斷允許中斷標(biāo)志中斷標(biāo)志1: 捕捉溢出捕捉溢出輸出方式輸出方式0的的直接輸出編程位直接輸出編程位Capture/Compare Block , 以以 CCR2 為例為例CAP=0 : Compare Mode 比較方式比較方式CAP=1 : Capture Mode 捕捉方式捕捉方式捕捉方式捕捉方式（ Capture Mode , CAP=1 ）用

10、于捕捉事件發(fā)生的時(shí)刻用于捕捉事件發(fā)生的時(shí)刻可應(yīng)用于速度、脈沖寬度等測(cè)量可應(yīng)用于速度、脈沖寬度等測(cè)量CAP=1捕捉方式捕捉方式（ Capture Mode , CAP=1 ）當(dāng)捕捉電路捕捉到一個(gè)有效的輸入信號(hào)后：當(dāng)捕捉電路捕捉到一個(gè)有效的輸入信號(hào)后： 將將 TAR 的值鎖存至的值鎖存至 TACCRx 中；中； 置位中斷標(biāo)志位置位中斷標(biāo)志位 TACCRx CCIFG置位置位SCS將使捕捉信號(hào)與下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)同步，將使捕捉信號(hào)與下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)同步，實(shí)際使用時(shí)推薦使用該同步方式（實(shí)際使用時(shí)推薦使用該同步方式（SCS=1）同步捕捉方式（同步捕捉方式（SCS=1 , CAP=1 ）同步時(shí)鐘同步時(shí)鐘 同步電

11、路同步電路同步選擇同步選擇當(dāng)捕捉電路捕捉到一個(gè)有效的輸入信號(hào)后：當(dāng)捕捉電路捕捉到一個(gè)有效的輸入信號(hào)后： 將將 TAR 的值鎖存至的值鎖存至 TACCRx 中；中； 置位中斷標(biāo)志位置位中斷標(biāo)志位 TACCRx CCIFG同步捕捉方式（同步捕捉方式（SCS=1 , CAP=1 ）同步過(guò)程示意圖同步過(guò)程示意圖競(jìng)爭(zhēng)條件（競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)）競(jìng)爭(zhēng)條件（競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)）在在Timer Clock的下降沿處同步，的下降沿處同步，此時(shí)此時(shí)Timer的值是穩(wěn)定的的值是穩(wěn)定的MOV #CAP+SCS+CCIS1+CM_1 , &TACCTLx同步捕捉方式設(shè)置（同步捕捉方式設(shè)置（CAP=1 , SCS=1 ）CCIxB captu

12、re on rising edge比較方式比較方式（ Compare Mode , CAP=0 ）主要應(yīng)用：主要應(yīng)用： 產(chǎn)生產(chǎn)生 PWM 等定制輸出信號(hào)；等定制輸出信號(hào)； 定時(shí)輸出：在指定時(shí)間間隔結(jié)束后產(chǎn)生輸出；定時(shí)輸出：在指定時(shí)間間隔結(jié)束后產(chǎn)生輸出； 定時(shí)中斷：在指定時(shí)間間隔結(jié)束后產(chǎn)生中斷。定時(shí)中斷：在指定時(shí)間間隔結(jié)束后產(chǎn)生中斷。工作原理：當(dāng)工作原理：當(dāng) TAR 計(jì)數(shù)到計(jì)數(shù)到 TACCRx 時(shí)時(shí) 置位中斷標(biāo)志置位中斷標(biāo)志 CCIFG； 內(nèi)部信號(hào)內(nèi)部信號(hào) EQUx=1； 根據(jù)輸出方式輸出相應(yīng)的信號(hào)。根據(jù)輸出方式輸出相應(yīng)的信號(hào)。CAP=0比較方式比較方式（ Compare Mode , CAP=

13、0 ）（是否需要清零（是否需要清零 CMx ，以停止捕捉功能，以停止捕捉功能? ）當(dāng)當(dāng) TAR 計(jì)數(shù)到計(jì)數(shù)到 TACCRx 的值的時(shí)候：的值的時(shí)候： 內(nèi)部信號(hào)內(nèi)部信號(hào) EQUx=1; 置位中斷標(biāo)志置位中斷標(biāo)志 TACCRx CCIFG; CCI 被鎖存入被鎖存入 SCCI 中中; 根據(jù)輸出方式輸出相應(yīng)的信號(hào)（參見(jiàn)輸出電路）根據(jù)輸出方式輸出相應(yīng)的信號(hào)（參見(jiàn)輸出電路）TA 比較電路比較電路 ( CAP=0 )比較輸出電路比較輸出電路OUTx x=0,1,2輸出方式選擇輸出方式選擇（8種）種）除方式除方式0外，外，OUTx在在Timer Clock的上升沿處改變的上升沿處改變x=0,1,2OUTx

14、OUTMODx = 000，輸出方式輸出方式0，OUTx = OUT1OUT=TACCTLx.2輸出方式輸出方式 0 可用于輸出信號(hào)的初始化可用于輸出信號(hào)的初始化OUTx x=0,1,2OUTMODx 000，輸出方式輸出方式17OUTx 與與 OUT 無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)對(duì)輸出電路對(duì)輸出電路0（x=0）無(wú)意義無(wú)意義EQUx=EQU07種輸出方式種輸出方式定義：定義：mode 5 是是 mode mode 1 的反的反mode 6 是是 mode mode 2 的反的反mode 7 是是 mode mode 3 的反的反常用輸出方式定義：常用輸出方式定義：OUTMODx EQUx / EQU0Descri

15、ption010 (Mode 2)Toggle / ResetEQUx有效時(shí)輸出反相有效時(shí)輸出反相EQU0有效時(shí)輸出有效時(shí)輸出0011 (Mode 3) Set / ResetEQUx有效時(shí)輸出有效時(shí)輸出1EQU0有效時(shí)輸出有效時(shí)輸出0100 (Mode 4)Toggle / NopEQUx有效時(shí)輸出反相有效時(shí)輸出反相EQU0有效時(shí)輸出不變有效時(shí)輸出不變定時(shí)器：定時(shí)器：Up Mode使用使用TACCR0 和和 TACCR1輸出舉例輸出舉例1當(dāng)初始輸出當(dāng)初始輸出=0時(shí)，時(shí)，mode2和和mode3的效果相同的效果相同OUT1改變改變 TACCR1，可改變輸出正脈沖的寬度，但周期不變，可改變輸出正

16、脈沖的寬度，但周期不變，從而改變了占空比，實(shí)現(xiàn)了從而改變了占空比，實(shí)現(xiàn)了 PWM 輸出；輸出；改變改變TACCR0，并使，并使TACCR1=TACCR0/2，則可以得，則可以得到占空比到占空比=50%的調(diào)頻信號(hào)輸出。的調(diào)頻信號(hào)輸出。OUT1定時(shí)器：定時(shí)器：Continuous Mode使用使用TACCR0 和和 TACCR1輸出舉例輸出舉例2當(dāng)初始輸出當(dāng)初始輸出=0時(shí)，時(shí)，mode2和和mode3的效果相同的效果相同OUT1定時(shí)器：定時(shí)器：Up/Down Mode使用使用TACCR0 和和 TACCR1輸出舉例輸出舉例3OUT2定時(shí)器：定時(shí)器：Up/Down ModeOUT1 使用使用 TAC

17、CR0 和和 TACCR1OUT2 使用使用 TACCR0 和和 TACCR2輸出舉例輸出舉例4OUT1OUT2Tdead = Ttimer( TACCR1-TACCR2 )Ttimer: Cycle time of the timer clockTdeadTimer_A 中斷中斷與與 Timer_A 模塊有關(guān)中斷有兩大類：模塊有關(guān)中斷有兩大類： TACCR0 中斷：中斷： TACCR0 CCIFG，獨(dú)享中斷向量，在，獨(dú)享中斷向量，在 0FFECh 中中 TAIV 中斷：中斷： TACCR1 CCIFG TACCR2 CCIFG 共享中斷向量，在共享中斷向量，在 0FFEAh 中中 TAIFG

18、TACCR0 InterruptTACCR0 CCIFG0FFECh6TAIV InterruptTACCR1 CCIFG,TACCR2 CCIFG,TAIFG0FFEAh5Timer Block定時(shí)器模塊定時(shí)器模塊CCR0捕捉捕捉/比較比較模塊模塊0CCR1捕捉捕捉/比較比較模塊模塊1CCR2捕捉捕捉/比較比較模塊模塊2TAIFGTACCR1 CCIFGTACCR2 CCIFGTACCR0 CCIFG共享同一個(gè)共享同一個(gè)中斷向量中斷向量獨(dú)享一個(gè)獨(dú)享一個(gè)中斷向量中斷向量TAIV 中斷中斷TACCR0 中斷中斷TACCR0 中斷產(chǎn)生與控制電路中斷產(chǎn)生與控制電路TACCR0 CCIFGGIECAP

19、=0 : Compare Mode 比較方式比較方式CAP=1 : Capture Mode 捕捉方式捕捉方式TACCTL0.4TACCTL0.8捕捉信號(hào)捕捉信號(hào)比較信號(hào)比較信號(hào)#include ;- ORG 01100h ; Program Start;-RESET mov #0A00h,SP ; Initialize stackpointermov #CCIE,&TACCTL0 ; TACCR0 interrupt enabled Mainbis #GIE,SR ; interrupts enabled ;-TACCR0_ISR reti;-; Interrupt Vectors;- ORG 0FFFEh ; MSP430 RESET Vector DW RESET ; ORG 0FFECh ; TACCR0 interrupt Vector DW TACCR0_ISR ENDTACCR0 中斷子程結(jié)構(gòu)中斷子程結(jié)構(gòu)TAIV中斷中斷（ 3 種中斷，共享同一個(gè)中斷向量）種中斷，共享同一個(gè)中斷向量）TACCR0 InterruptTACCR0 CCIFG0FFECh6TAIV InterruptTACCR1 CCIFG,TACCR2 CCIFG,TAIFG0FFEAh