第7章-定时器的工作原理及应用

2023年1月16日DSP原理及应用1

第7章

TMS320C54x片内外设、接口及应用内容提要

本章介绍TMS320C54x的片内定时器，包括定时设定寄存器TIM、定时周期寄存器PRD和定时控制寄存器TCR。2023年1月16日DSP原理及应用2第7章TMS320C54x片内外设、接口及应用7.1’C54x的主机接口

7.2’C54x的定时器7.3’C54x的串行接口7.4’C54x的中断系统2023年1月16日DSP原理及应用3第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用7.2’C54x的定时器

在工业应用中，计数器和定时器常用于检测和控制中的时序协调及控制。

’C54x的片内定时器是一个可编程的定时器，可用于周期地产生中断。定时器的最高分辨率为处理器的CPU时钟速度。通过带4位预定标器的16位计数器，可以获得较大范围的定时频率。2023年1月16日DSP原理及应用4第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用7.2’C54x的定时器

定时器主要由定时寄存器TIM、定时周期寄存器PRD、定时控制寄存器TCR及相应的逻辑控制电路组成。

寄存器TIM、PRD和TCR是存储器映像寄存器，地址分别为0024H、0025H和0026H。7.2.1定时器结构

1.定时器的组成

2023年1月16日DSP原理及应用5第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用1.定时器的组成

主定时模块预标定模块周期寄存器PRD定时寄存器TIM借位或门3预标定计数器PSC借位预标定分频系数TDDR或门2或门11与门SRESETTRBCLKOUTTSSTINTTOUT2023年1月16日DSP原理及应用6第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用1.定时器的组成

定时寄存器TIM逻辑控制电路定时周期寄存器PRD定时控制寄存器TCR16位减1计数器。地址：0024H

用来存放定时时间。地址：0025H存放定时器的控制位和状态位。地址：0026H。

用来控制定时器协调工作。2023年1月16日DSP原理及应用7第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用1.定时器的组成

逻辑控制电路：由三个或门和一个与门组成。

①通过或门1、3控制PRD的加载计数；

②通过或门1、2控制PSC的加载计数。停止控制位TSS：通过与门屏蔽CLKOUT信号来控制定时器的启动。TINT——外部定时中断，定时时间到发中断；TOUT——定时输出，输出定时波形。复位SRESET和TRB：2023年1月16日DSP原理及应用8第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用主定时模块包括PRD和TIM,由预定标模块定时，预定标模块每输出一个时钟，TIM减1。当TIM减到0后，TIM装入PRD的值。2.定时器工作原理

当设备复位(SRESET=1)或者定时器复位(TRB=1)时，PRD的内容将装入TIM中。

主定时模块的定时中断(TINT)信号输出至CPU以及定时器的输出引脚TOUT。2023年1月16日DSP原理及应用9第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用

预定标模块包括TCR中的TDDR和PSC位，由CPU时钟定时，每来一个CPU时钟，PSC值减1。

当PSC减至0、设备复位或定时器复位时，TDDR的内容复制到PSC中。

2.定时器工作原理

4位预定标计数器PSC和16位定时计数器TIM组成一个20位计数器，定时器每接收一个CPU时钟减1,当计数器减到0时，产生定时中断(TINT),同时PSC和TIM重新装入预设的值。2023年1月16日DSP原理及应用10第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用2.定时器工作原理

由逻辑控制电路控制定时器运行。

①

定时分频系数和周期数分别装入TCD和PRC寄存器中；

②

每来一个定时脉冲CLKOUT，计数器PSC减1；

③

当PSC减至0时，PSC产生借位信号；

④

在PSC的借位信号作用下，TIM减1计数，同时将分频系数装入PSC，重新计数；

⑤

当TIM减到0时，定时时间到，由借位产生定时中断TINT和定时输出TOUT，并将PRD中的时间常数重新装入TIM。定时器的工作过程：2023年1月16日DSP原理及应用11第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用

16位存储器映像寄存器，包含定时器的控制位和状态位。3.定时控制寄存器TCR

15~1211109~6543~0TDR0026h保留

Soft

Free

PSC

TRB

TSS

TDDR

保留位软件调试控制位

预定标计数器

重新加载位停止状态位分频系数2023年1月16日DSP原理及应用12第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用

TDDR：定时器分频系数,用来对CLKOUT进行分频,以改变定时周期。最大预定标值为16，最小预定标值为1。当PSC减到0后，以TDDR中的数加载PSC。3.定时控制寄存器TCR

TSS：定时器停止状态位，用于停止或启动定时器复位时，TSS位清0，定时器立即定时。TSS=0，定时器启动工作；

TSS=1，定时器停止工作。2023年1月16日DSP原理及应用13第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用

TRB：定时器重新加载位，用来复位片内定时器。当TRB置1时，以PRD中的数加载TIM，以及以TDDR中的值加载PSC。TRB总是读成0。3.定时控制寄存器TCR

PSC：定时器预定标计数器，其标定范围为1~16。当PSC减到0后，TDDR位域中的数加载到PSC,TIM减1。2023年1月16日DSP原理及应用14第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用

Free、Soft：软件调试控制位。Free和Soft位结合使用，用来控制调试程序断点操作情况下的定时器工作状态。3.定时控制寄存器TCR

Soft

Free

定时器状态

0

0

定时器立即停止工作

1

0

当计数器减至0时停止工作

X

1

定时器继续工作

保留：读成0。

2023年1月16日DSP原理及应用15第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用定时器的基准工作脉冲由CLKOUT提供，每来一个脉冲预定标计数器PSC减1，当PSC减至0时，下一个脉冲到来，PSC产生借位。

借位信号分别控制定时计数器TIM减1和或门2的输出，重新将TDDR的内容加载预定标计数器PSC，从而完成定时工作的一个基本周期。4.定时器的初始化

定时器的定时时间为：

定时周期=CLKOUT×(TDDR+1)×(PRD+1)

2023年1月16日DSP原理及应用16第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用定时器初始化步骤如下：

①

TCR的TSS位置1，关闭定时器，停止定时；

②装载PRD值；

③重新装入TCR，初始化TDDR，设置TSS=0和TRB=1，重装载定时器周期。启动定时器。

4.定时器的初始化

设置定时器中断方法(INTM=1)如下：

●将IFR中的TINT置1,以清除尚未处理完的定时器中断；

●将IMR中的TINT置1,启动定时器中断。●

将INTM置0,启动全部中断。2023年1月16日DSP原理及应用17第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用复位时，TIM和PRD被设置为最大值(0FFFFH)，TCR中的TDDR置0，定时器可以通过启动定时控制寄存器(TCR)完成以下操作：

●设定定时器的工作方式；

●设定预定标计数器中的当前数值；

●启动或停止定时器；

●重新装载定时器；●

设置定时器的分频值。

4.定时器的初始化

2023年1月16日DSP原理及应用18第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用4.定时器的初始化

【例7.2.1】定时器自动装载定时。

TSS=0:启动定时器；TRB=1:自动装载；TDDR=Ah:分频系数10

soft=1，free=0:计数器减至0时，停止工作；TCR=0AAAH。定时周期：0101H；关闭定时器中断：IFR=0008H；

开放定时器中断：IMR=0008H。

STM#0000H，SWWSRSTM#0010H，TCRSTM#0101H，PRD

STM#0AAAH，TCR

STM#0080H，IFRSTM#0080H，IMRRSBXINTM

；不插等待时间

；TSS=0关闭定时器

；加载周期寄存器(PRD)

；装入定时器控制字，启动定时器

；消除尚未处理完的定时器中断

；开放定时器中断

；开放中断2023年1月16日DSP原理及应用19第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用7.2’C54x的定时器

例如：用TMS320VC5402实现方波发生器。假设时钟频率为4MHz,在XF端输出占空比为50%的方波，方波的周期由片上定时器确定,采用中断方法实现。

7.2.2’C54x定时器/计数器的应用1.方波发生器(1)定时器初始化

●

关闭定时器，TCR中的TSS=1；

●加载PRD。设定定时中断周期，每中断一次,输出端电平取反一次；●

启动定时器，初始化TDDR，TSS=0，TRB=1。

2023年1月16日DSP原理及应用20第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用1.方波发生器(2)中断初始化

●

中断允许寄存器IFR中的定时中断位TINT=1,清除未处理完的定时中断；●中断屏蔽寄存器IMR中的定时屏蔽位TINT=1,开放定时中断；●

状态控制寄存器ST1中的中断标志位INTM=0,开放全部中断。

2023年1月16日DSP原理及应用21第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用(3)方波发生器程序清单

周期为8ms的方波发生器，定时中断周期为4ms,每中断一次，输出端电平取一次反。

程序清单：

；abc1.asm

；定时器0寄存器地址TIM0．set0024H

PRD0．set0025H

TCR0．set0026H

；K_TCR0：设置定时器控制寄存器的内容

K_TCR0_SOFT.set0b；Soft=0

K_TCR0_FREE.set1b；Free=1

K_TCR0_PSC.set1001b；PSC=9H

K_TCR0_TRB.set1b；TRB=1

K_TCR0_TSS.set0b；TSS=0

K_TCR0_TDDR.set1001b；TDDR=9

K_TCR0.setK_TCR0_SOFT|K_TCR0_FREE|K_TCR0_PSC|K_TCR0_TRB|K_TCR0_TSS|K_TCR0_TDDR

2023年1月16日DSP原理及应用22第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用(3)方波发生器程序清单程序清单：

；初始化定时器0

；根据定时长度计算公式：Tt=T*(TDDR+1)*(PRD+1)

；给定TDDR=9，PRD=1599，CLKOUT主频f=4MHz，T=250ns

；Tt=250*(9+1)*(1599+1)=4,000,000(ns)=4(ms)

STM#0010H,TCR0；关闭定时器0

STM#1599，TIM0；装载TIM寄存器STM#1599，PRD0；装载PRD寄存器STM#K_TCR0，TCR0

；启动定时器0中断

STM#0008H,IFR

；关闭尚未处理完的定时器中断

STM#0008H,IMR；开放定时器中断

RSBXINTM

；开放中断

RET

2023年1月16日DSP原理及应用23第7章TMS320C54x的片内外设、接口及应用(3)方波发生器程序清单程序清单：

；定时器0的中断服务子程序：通过引脚XF给出周期为8ms的占空比

；为50%的方波波形t0_flag.usect“vars”，1