MSP430定时器

1、第第7章章 MSP430 定时器定时器 Timer_A第第1节节 定时器定时器/计数器概述计数器概述第第2节节 MSP430 Timer_A第第3节节 Timer_A 应用编程举例应用编程举例本章教学目标：本章教学目标：1、了解定时器、了解定时器/计数器基本概念计数器基本概念2、掌握、掌握 Timer_A 的组成与工作原理的组成与工作原理3、掌握、掌握 Timer_A 编程技术编程技术第第1节节 定时器定时器/计数器概述计数器概述 在实际应用中，经常需要对外部事件进行计数、定时控制、在实际应用中，经常需要对外部事件进行计数、定时控制、PWM等定制波形输出、脉冲宽度测量、速度测量、周期等定制波形

2、输出、脉冲宽度测量、速度测量、周期/频率频率测量、事件发生时刻的捕捉测量、事件发生时刻的捕捉，这些测量与控制功能均可借，这些测量与控制功能均可借助定时器助定时器/计数器来实现。因此计数器来实现。因此MCU中通常均设计有多个定时中通常均设计有多个定时器器/计数器。计数器。 在在MCU中，无论是定时功能还是计数功能，实际上都是由中，无论是定时功能还是计数功能，实际上都是由n位（位（8位、位、16位、位、32位等）的加法位等）的加法/减法计数器实现，区别仅减法计数器实现，区别仅在于计数输入信号的不同。在于计数输入信号的不同。 一般地讲，计数器的计数输入信号是外部事件（脉冲信一般地讲，计数器的计数输入

3、信号是外部事件（脉冲信号），而定时器的计数输入信号则是号），而定时器的计数输入信号则是MCU中的时钟信号或经过中的时钟信号或经过分频后的时钟信号。分频后的时钟信号。第第2节节 MSP430 Timer_A 异步异步16-bit定时器定时器/计数器，具有计数器，具有4种工作模式；种工作模式； 可编程选择的时钟源；可编程选择的时钟源； 3个可编程的捕捉个可编程的捕捉/比较寄存器；比较寄存器； 可编程输出方式（可编程输出方式（8 种种 ）；）； 具有中断功能（计数器溢出、捕捉具有中断功能（计数器溢出、捕捉/比较中断）比较中断）Timer Block定时器模块定时器模块CCR0捕捉捕捉/比较比较模块模

4、块0TACLKTAINCLKP1.2/TA1P1.6/TA1P2.3/TA1P1.3/TA2P1.7/TA2P2.4/TA2P1.1/TA0P2.2/TA0P1.5/TA0P2.7/TA0MSP430F149 Timer_A 原理图原理图CCR1捕捉捕捉/比较比较模块模块1CCR2捕捉捕捉/比较比较模块模块2EQU0捕捉输入（捕捉输入（CCIxA）/ /比较输出引脚比较输出引脚捕捉输入（捕捉输入（CCI0B）引脚）引脚比较输出引脚比较输出引脚定时器模块（定时器模块（Timer Block）Timer Clock 的上升沿触发的上升沿触发 16-bit 的定时的定时/计数寄存计数寄存器（器（TA

5、R）加）加 1 或减或减 1（取决于计数方式）。另外，（取决于计数方式）。另外，TAR 可以由程序读出，也可以由程序设置初值。可以由程序读出，也可以由程序设置初值。CCR0比较器输出比较器输出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.定时器定时器 A 控制寄存器控制寄存器定时器定时器 A 的四种计数方式（的四种计数方式（Count Mode）Mode Control0 0: stop mode0 1: up mode1 0: continuous mode1 1: up/down modeMCx count modeStop mode : the timer is halted当不使用当不使用Timer时，时，应将应将Timer配置为配置为Stop mode ，这样可以降低芯片的功耗这样可以降低芯片的功耗period=(T

7、ACCR0+1)TUp Mode 锯齿波方式锯齿波方式，需要需要CCR0（比较方式）协助（比较方式）协助T在在Timer Clock的上升沿处的上升沿处TAR=TAR+1，当当TARTACCR0时，自动清零时，自动清零TARContinuous Mode最大锯齿波方式最大锯齿波方式注意：本方式不注意：本方式不需要需要CCR0协助协助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（比较方式）（比较方式）协助协助捕捉捕捉 / 比较模块比较模块Capture / Compare BlocksTimer Block定时器模块定时器模块CCR0捕捉捕捉/比较比较模块

8、模块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/比较比较模块模块1CCR2捕捉捕捉/比较比较模块模块2EQU0Capture/Compare Block捕捉捕捉/比较比较 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 &

9、falling edgecapture input00: CCIxA01: CCIxB10: GND11: Vcc0: 异步捕捉方式异步捕捉方式1: 同步捕捉方式同步捕捉方式0: 比较方式比较方式1: 捕捉方式捕捉方式输出方式，输出方式，8种种1: 中断允许中断允许中断标志中断标志1: 捕捉溢出捕捉溢出输出方式输出方式0的的直接输出编程位直接输出编程位Capture/Compare Block , 以以 CCR2 为例为例CAP=0 : Compare Mode 比较方式比较方式CAP=1 : Capture Mode 捕捉方式捕捉方式捕捉方式捕捉方式（ Capture Mode , CAP=

10、1 ）用于捕捉事件发生的时刻用于捕捉事件发生的时刻可应用于速度、脉冲宽度等测量可应用于速度、脉冲宽度等测量CAP=1捕捉方式捕捉方式（ Capture Mode , CAP=1 ）当捕捉电路捕捉到一个有效的输入信号后：当捕捉电路捕捉到一个有效的输入信号后： 将将 TAR 的值锁存至的值锁存至 TACCRx 中；中； 置位中断标志位置位中断标志位 TACCRx CCIFG置位置位SCS将使捕捉信号与下一个时钟信号同步，将使捕捉信号与下一个时钟信号同步，实际使用时推荐使用该同步方式（实际使用时推荐使用该同步方式（SCS=1）同步捕捉方式（同步捕捉方式（SCS=1 , CAP=1 ）同步时钟同步时钟

11、 同步电路同步电路同步选择同步选择当捕捉电路捕捉到一个有效的输入信号后：当捕捉电路捕捉到一个有效的输入信号后： 将将 TAR 的值锁存至的值锁存至 TACCRx 中；中； 置位中断标志位置位中断标志位 TACCRx CCIFG同步捕捉方式（同步捕捉方式（SCS=1 , CAP=1 ）同步过程示意图同步过程示意图竞争条件（竞争冒险）竞争条件（竞争冒险）在在Timer Clock的下降沿处同步，的下降沿处同步，此时此时Timer的值是稳定的的值是稳定的MOV #CAP+SCS+CCIS1+CM_1 , &TACCTLx同步捕捉方式设置（同步捕捉方式设置（CAP=1 , SCS=1 ）CCI

12、xB capture on rising edge比较方式比较方式（ Compare Mode , CAP=0 ）主要应用：主要应用： 产生产生 PWM 等定制输出信号；等定制输出信号； 定时输出：在指定时间间隔结束后产生输出；定时输出：在指定时间间隔结束后产生输出； 定时中断：在指定时间间隔结束后产生中断。定时中断：在指定时间间隔结束后产生中断。工作原理：当工作原理：当 TAR 计数到计数到 TACCRx 时时 置位中断标志置位中断标志 CCIFG； 内部信号内部信号 EQUx=1； 根据输出方式输出相应的信号。根据输出方式输出相应的信号。CAP=0比较方式比较方式（ Compare Mod

13、e , CAP=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? ）当当 TAR 计数到计数到 TACCRx 的值的时候：的值的时候： 内部信号内部信号 EQUx=1; 置位中断标志置位中断标志 TACCRx CCIFG; CCI 被锁存入被锁存入 SCCI 中中; 根据输出方式输出相应的信号（参见输出电路）根据输出方式输出相应的信号（参见输出电路）TA 比较电路比较电路 ( CAP=0 )比较输出电路比较输出电路OUTx x=0,1,2输出方式选择输出方式选择（8种）种）除方式除方式0外，外，OUTx在在Timer Clock的上升沿处改变的上升沿处改变x=0,

14、1,2OUTx OUTMODx = 000，输出方式输出方式0，OUTx = OUT1OUT=TACCTLx.2输出方式输出方式 0 可用于输出信号的初始化可用于输出信号的初始化OUTx x=0,1,2OUTMODx 000，输出方式输出方式17OUTx 与与 OUT 无关无关对输出电路对输出电路0（x=0）无意义无意义EQUx=EQU07种输出方式种输出方式定义：定义：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 的反的反常用输出方式定义：常用输出方式定义：OUTMODx EQUx / EQ

15、U0Description010 (Mode 2)Toggle / ResetEQUx有效时输出反相有效时输出反相EQU0有效时输出有效时输出0011 (Mode 3) Set / ResetEQUx有效时输出有效时输出1EQU0有效时输出有效时输出0100 (Mode 4)Toggle / NopEQUx有效时输出反相有效时输出反相EQU0有效时输出不变有效时输出不变定时器：定时器：Up Mode使用使用TACCR0 和和 TACCR1输出举例输出举例1当初始输出当初始输出=0时，时，mode2和和mode3的效果相同的效果相同OUT1改变改变 TACCR1，可改变输出正脉冲的宽度，但周期不

16、变，可改变输出正脉冲的宽度，但周期不变，从而改变了占空比，实现了从而改变了占空比，实现了 PWM 输出；输出；改变改变TACCR0，并使，并使TACCR1=TACCR0/2，则可以得，则可以得到占空比到占空比=50%的调频信号输出。的调频信号输出。OUT1定时器：定时器：Continuous Mode使用使用TACCR0 和和 TACCR1输出举例输出举例2当初始输出当初始输出=0时，时，mode2和和mode3的效果相同的效果相同OUT1定时器：定时器：Up/Down Mode使用使用TACCR0 和和 TACCR1输出举例输出举例3OUT2定时器：定时器：Up/Down ModeOUT1

17、使用使用 TACCR0 和和 TACCR1OUT2 使用使用 TACCR0 和和 TACCR2输出举例输出举例4OUT1OUT2Tdead = Ttimer( TACCR1-TACCR2 )Ttimer: Cycle time of the timer clockTdeadTimer_A 中断中断与与 Timer_A 模块有关中断有两大类：模块有关中断有两大类： TACCR0 中断：中断： TACCR0 CCIFG，独享中断向量，在，独享中断向量，在 0FFECh 中中 TAIV 中断：中断： TACCR1 CCIFG TACCR2 CCIFG 共享中断向量，在共享中断向量，在 0FFEAh

18、中中 TAIFGTACCR0 InterruptTACCR0 CCIFG0FFECh6TAIV InterruptTACCR1 CCIFG,TACCR2 CCIFG,TAIFG0FFEAh5Timer Block定时器模块定时器模块CCR0捕捉捕捉/比较比较模块模块0CCR1捕捉捕捉/比较比较模块模块1CCR2捕捉捕捉/比较比较模块模块2TAIFGTACCR1 CCIFGTACCR2 CCIFGTACCR0 CCIFG共享同一个共享同一个中断向量中断向量独享一个独享一个中断向量中断向量TAIV 中断中断TACCR0 中断中断TACCR0 中断产生与控制电路中断产生与控制电路TACCR0 CCI

19、FGGIECAP=0 : Compare Mode 比较方式比较方式CAP=1 : Capture Mode 捕捉方式捕捉方式TACCTL0.4TACCTL0.8捕捉信号捕捉信号比较信号比较信号#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_IS