Kinetis FTM模塊詳解.doc

1.5.1 FTM模塊簡介FTM模塊是一個多功能定時器模塊，主要功能有，PWM輸出、輸入捕捉、輸出比較、定時中斷、脈沖加減計數(shù)、脈沖周期脈寬測量。在K10中，共有FTM0，F(xiàn)TM1，F(xiàn)TM2三個獨立的FTM模塊。其中FTM0有8個通道，可用于電機或舵機的PWM輸出，但不具備正交解碼功能，也就是對旋轉(zhuǎn)編碼器輸入的正反向計數(shù)功能。而FTM1和FTM2則具備正交解碼功能，但是FTM1和FTM2各只有兩個通道。FTM模塊的時間基準來自一個16位的計數(shù)器，該計數(shù)器的值可讀取，即可作為無符號數(shù)對待，也可作為有符號數(shù)的補碼對待。1. FTM模塊特性l 時鐘源可選擇，F(xiàn)TM的時鐘源可以來自系統(tǒng)時鐘或外部時鐘?？蓪r鐘分頻，分頻比為1,2,4,8,16,32,64,128。l FTM的一個16位計數(shù)器，該計數(shù)器可設置為自由運行或由用戶設置起始和結(jié)束值，可遞增計數(shù)也可遞減計數(shù)。l FTM的每個通道都可以設置為輸入捕捉、輸出比較或邊沿對其的PWM輸出。l 在輸入捕捉模式下，可捕捉上升沿、下降沿或兩個邊沿都捕捉，有些通道可選擇輸入濾波器。l 在輸出比較模式下，在比較成功時可選擇輸出信號置位、清零或翻轉(zhuǎn)。l 所有的通道都可以設置為中心對齊的PWM輸出模式。l 每對通道都可以級聯(lián)以產(chǎn)生PWM信號。l FTM的通道可成對工作在相同輸出或互補輸出，也可各通道獨立輸出。l 當通道成對互補輸出時可使用死區(qū)插入。l 可產(chǎn)生觸發(fā)信號。l 軟件控制PWM輸出。l 最多4個全局錯誤控制使用的錯誤輸入。l 每個通道的極性可設置。l 每個通道都可產(chǎn)生中斷。l 錯誤條件發(fā)生時也可產(chǎn)生中斷。l 同步載入或?qū)懭霂Ь彌_的FTM寄存器。l 關鍵寄存器有寫保護功能。l 和HS08系里的TPM兼容。l 對于維持在低電平或高電平的信號也可進行輸入捕捉的測試。l 雙邊沿捕捉可用于脈沖或周期信號寬度測量。2. FTM模塊框圖由圖可見，F(xiàn)TM模塊的核心是一個16位計數(shù)器，該計數(shù)器的時鐘源可以選擇，如果我們選擇由FTM來實現(xiàn)PWM，輸入捕捉，或者輸出比較，定時中斷，脈寬測量等功能，則一般選擇system clock。這個時鐘實際上就是我們前面提到的MCG模塊輸出的MCGOUTCLK，再由SIM模塊分配后得到的Bus Clock。如果我們選擇由FTM實現(xiàn)對外部脈沖的計數(shù)，也可選擇外部時鐘，如果是外部編碼器輸入的AB相脈沖，用于電機正反轉(zhuǎn)測速，則可以使用PHA和PHB輸入，由計數(shù)器自動加減計數(shù)。16位計數(shù)器FTM Counter每個FTM模塊一個，該FTM模塊的所有通道共用這一個計數(shù)器。計數(shù)器的初始值（CNTIN）和結(jié)束值（MOD）可以設置。計數(shù)器的計數(shù)方式有三種，一種是遞增計數(shù)，計數(shù)器從初始值開始累加，直到結(jié)束值，在下一個時鐘周期，又回到初始值，循環(huán)往復。第二種是先加后減計數(shù)，計數(shù)器從初始值開始累加，到結(jié)束值后，從下一個時鐘開始遞減，一直減到初始值，然后再次開始累加，循環(huán)往復運行。第三種是正交解碼模式，即對外部輸入的AB相脈沖計數(shù)，由FTM根據(jù)A相和B相的相位自動遞增或遞減計數(shù)。在這里需要注意，F(xiàn)TM0不具備第三種計數(shù)模式，只有FTM1和FTM2可以使用正交解碼。1.5.2 FTM的寄存器對FTM模塊的設置和訪問時都是通過FTM的寄存器來完成，下面我們就開始介紹FTM相關的寄存器。注意，F(xiàn)TM模塊有很多寄存器的寫入操作并不能立刻更新該寄存器的值，而是先寫到一個緩沖器（Buffer）里，由系統(tǒng)在設置好的載入點（load point），再配合軟件或硬件觸發(fā)的方式來從緩沖器更新寄存器中的值的，后面我們介紹到這些寄存器的時候會指出。另外，F(xiàn)TM的很多寄存器具有寫保護功能，需要先把寫保護打開才可以寫入，這點也在后面的介紹中提到。1. 狀態(tài)和控制寄存器（FTMx_SC）該寄存器每個FTM模塊一個，里面包含計數(shù)器溢出標志，溢出中斷允許設置，計數(shù)模式設置，時鐘源選擇和分頻設置，具體如下。l TOF：定時器溢出標志，當FTM模塊計數(shù)器到達MOD寄存器中設置的結(jié)束值時，無論是遞增計數(shù)還是先加后減計數(shù)，在計數(shù)值從結(jié)束值變化到下一個值時，該位置1。當讀取該寄存器，且該位置1時，寫0可清除該標志，寫1則沒有效果。l TOIE：定時器溢出中斷使能。當TOF置1時是否觸發(fā)中斷。對外界固定時鐘計數(shù)配合TOF和TOIE則可以實現(xiàn)定時中斷的功能。TOIE=0：定時器溢出中斷禁止；TOIE=1：定時器溢出中斷使能。l CPWMS：中心對齊PWM選擇。這一位實際是設置計數(shù)器加減計數(shù)，所謂PWM中心對齊模式就是指的計數(shù)器先加后減。該位平時出于寫保護狀態(tài)，只有在MODEWPDIS = 1時才可被寫入。CPWMS=0：計數(shù)器加法計數(shù)；CPWMS=1：計數(shù)器先加后減計數(shù)。l CLKS：時鐘源選擇。選擇FTM計數(shù)器的時鐘來源。該位平時寫保護，只有在MODEWPDIS = 1時才可寫入。CLKS=00：未選擇時鐘；CLKS=01：系統(tǒng)時鐘（推薦，即Bus Clock）；CLKS=10：定頻時鐘；CLKS=11：外部時鐘。l PS：預分頻設置。設置對CLK選中的時鐘預分頻。該位平時寫保護，只有在MODEWPDIS = 1時才可寫入。預分頻比=2PS，最大128分頻。2. 計數(shù)器FTMx_CNT該寄存器包含F(xiàn)TM計數(shù)器的值。復位時該寄存器清0，向該寄存器寫入任何值將會使該寄存器回到初始設定值。CNTIN中保存的是初始設定值。BDM模式下，F(xiàn)TM計數(shù)器被凍結(jié)。3. 模數(shù)寄存器FTMx_MOD該寄存器保存FTM計數(shù)器的模數(shù)，即計數(shù)器計數(shù)終止值，當計數(shù)器到達對應的模數(shù)值時，TOF將在下一個時鐘到來時置1。此時計數(shù)器的值取決于選擇的計數(shù)器計數(shù)方案，默認回到初始值。寫該寄存器的值會先鎖存到一個緩沖器里，不會立刻更新，而是和寄存器更新設置有關。4. 通道n狀態(tài)及控制寄存器（FTMx_CnSC）這是一個非常重要的寄存器，每個通道都有一個CnSC寄存器。該寄存器中包含通道中斷標志位、中斷使能控制位、通道設置以及引腳功能設置。l CHF:通道標志，當對應通道設定事件發(fā)生時該位由硬件置1。所謂通道設定事件有兩種，一種是輸入捕捉模式下，捕捉到設定的邊沿時；另一種是輸出比較模式下，F(xiàn)TM計數(shù)值變化到和通道n的設定值相等時。當通道的CHF置1時，讀取CnSC寄存器并對CHF位寫0可清除該位，寫1無效。如果該位置1，在對CSC寄存器進行讀寫操作時，新的事件發(fā)生，則CHF位仍保持未清除的狀態(tài)。在這種情況下，新發(fā)生的事件的中斷請求不會丟失。CHF=0：通道事件未發(fā)生；CHF=1：發(fā)生通道事件。l CHIE：通道中斷使能。該位用于設置CHF置位時是否發(fā)出中斷請求。CHIE=0：通道中斷禁止；CHIE=1：通道中斷使能。l MSB、MSA：通道模式選擇，只有在MODEWPDIS = 1的情況下才可寫入。當DECAPEN=0，也就是不用雙邊沿捕捉，雙邊沿捕捉一般用于捕捉外部脈沖用于測量脈沖的周期和脈寬時用。MSB:MSA=00：輸入捕捉；MSB:MSA=01：輸出比較；MSB:MSA=1x：邊沿對齊PWM。當DECAPEN=1， 即使用雙邊沿捕捉時。MSB:MSA=X0：單次捕捉模式；MSB:MSA=X1：連續(xù)捕捉模式。l ELSB、ELSA：邊沿或電平選擇。參看下表：模式、邊沿和電平選擇，在下表中，有些設置位還沒有提到，這里提前介紹一下。DECAPEN用于設置雙邊沿捕捉，主要用于測外部脈沖的周期和脈寬時用到；COMBINE用于設置聯(lián)合模式，用于兩路聯(lián)合輸出PWM，可用于非對稱PWM波形輸出，或者兩通道互補輸出，使用聯(lián)合方式輸出PWM的方式在有些橋式電機驅(qū)動的電路中，可以很方便的實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)切換，也可以用軟件實現(xiàn)死區(qū)插入，如果不用聯(lián)合模式，該位置0即可；CPWMS在FTMx_SC寄存器中已經(jīng)介紹，具體參看前面的介紹。有關MSnB:MSnA和ELSnB：ELSnA在不同用途的設置，參考下表。DECAPENCOMBINECPWMSMSnB:MSnAELSnB：ELSnAMODE設置XXXXX0無沒有引腳被FTM使用00001輸入捕捉只捕捉上升沿10只捕捉下降沿11捕捉上升沿或下降沿11輸出比較比較成功輸出翻轉(zhuǎn)10比較成功輸出低電平11比較成功輸出高電平1X10邊沿對齊PWM先高后低X1先低后高1XX10中心對齊PWM高低高X1低高低10XX10聯(lián)合PWMn通道比較成功高，n+1通道比較成功低X1n通道比較成功低，n+1通道比較成功高100X0查看下表雙邊沿捕捉模式單次捕捉X1連續(xù)捕捉ELSnBELSnA通道端口使能檢測邊沿00禁止不檢測01使能上升沿10使能下降沿11使能上升沿和下降沿l DMA：DMA使能，使能該通道的DMA傳輸DMA=0：DMA禁止；DMA=1：DMA使能。5. 通道n計數(shù)值寄存器（(FTMx_CnV）每個通道都有一個CnV寄存器，在輸入捕捉模式下，當捕捉到設置的邊沿時，此時FTM計數(shù)器的值自動保存到CnV寄存器中，該值可用于反映捕捉事件發(fā)生的時刻。在輸出模式下CnV寄存器保存輸出匹配值，該值用于和FTM計數(shù)器的值進行比較，當相等時，則比較成功。在輸入捕捉、捕捉測試和雙邊沿捕捉模式下，任何對該寄存器的寫入操作都無效。在輸出模式下，寫入該寄存器的值會先鎖存到緩沖器內(nèi)，何時更新和寄存器更新設置有關。6. 計數(shù)器初始值寄存器（FTMx_CNTIN）該寄存器保存FTM計數(shù)器的初始值。寫入該寄存器的值會預先鎖存在緩沖器內(nèi)。在選擇時鐘前，先設置該寄存器以初始化FTM計數(shù)器，否則，計數(shù)器會默認從0開始計數(shù)。7. 捕捉和比較狀態(tài)寄存器（FTMx_STATUS）該寄存器中包含了每個通道的FTMx_CSC寄存器中的CHnF位的拷貝以方便編程。這樣一次就可以讀出一個FTM模塊的所有通道的標志位，讀取后，寫0清除。8. 特性模式選擇寄存器（FTMx_MODE）該寄存器主要設置錯誤中斷、錯誤控制、捕捉測試模式、PWM同步、寫保護、通道輸出初始化、FTM增強特性使能。這些控制和所有通道都有關。l FAULTIE：錯誤中斷使能，當錯誤控制使能時，在檢測到錯誤時是否觸發(fā)中斷。FAULTIE=0：錯誤控制中斷禁止；FAULTIE=1：錯誤控制中斷使能。l FAULTM：定義錯誤控制模式，該寄存器寫保護，只有當MODEWPDIS = 1時可寫入。FAULTM=00：所有通道錯誤控制功能禁止；FAULTM=01：偶數(shù)通道錯誤控制使能，且手動清除錯誤；FAULTM=10：所有通道錯誤控制使能，且手動清除錯誤；FAULTM=11：所有通道錯誤控制使能，且自動清除錯誤。l CAPTEST：捕捉測試使能，該位寫保護，只有當MODEWPDIS = 1時可寫入。CAPTEST=0：輸入捕捉測試禁止；CAPTEST=0：輸入捕捉測試禁止。l PWMSYNC：PWM同步模式，所謂PWM同步實際上就是如何將某些寄存器的值從Buffer中更新的一種機制。選擇MOD，CnV， OUTMASK，和FTM counter幾個寄存器同步時使用的觸發(fā)器，可選擇軟件觸發(fā)或硬件觸發(fā)。觸發(fā)就是允許計數(shù)器在到達下一個載入點時更新這些寄存器的值的信號。軟件觸發(fā)通過編程實現(xiàn)，硬件觸發(fā)通過外部脈沖實現(xiàn)。PWMSYNC=0：MOD，CnV， OUTMASK，和FTM counter幾個寄存器的同步可以選擇軟件觸發(fā)或硬件觸發(fā)，沒有限制。PWMSYNC=1：MOD，CnV的同步只可以選擇軟件觸發(fā)，OUTMASK，和FTM counter的同步只可以選擇硬件觸發(fā)。l WPDIS：寫保護禁止，該位和WPEN（寫保護使能）相反，當WPEN寫1時，WPDIS被清0WPDIS=0：寫保護使能，被寫保護的位不可被寫入；WPDIS=1：寫保護禁止，被寫保護的位可寫入。l INIT：通道輸出初始化，當對INIT寫1時，通道的輸出初始化，根據(jù)每個通道的OUTINIT寄存器而定。對該位寫0無效，任何時候讀取該位都為0。l FTMEN：FTM使能，該位寫保護，只有當MODEWPDIS = 1時可寫入。FTMEN=0：只有和S08的TPM兼容的寄存器可以使用，這時一般的輸入捕捉和輸出比較，各通道獨立輸出PWM都可以使用，且不需要選擇PWM同步方式；FTMEN=1：所有寄存器都可以使用。如果使用通道聯(lián)合輸出PWM，雙邊沿捕捉，AB相計數(shù)等增強的功能，則需要設置FTMEN=1，這時也必須規(guī)劃好使用的到的一些寄存器的更新方式，即PWM同步方式和軟硬件觸發(fā)同步的方式。9. 同步寄存器（FTMx_SYNC）該寄存器用于設置PWM同步。一個同步事件能夠執(zhí)行MOD， CV，和OUTMASK 寄存器的同步，即使用緩沖器中的值更新這幾個寄存器，這時FTM 計數(shù)器也可以重新初始化。當FTMEN=1時，該寄存器必須合理設置。l SWSYNC：PWM同步軟件觸發(fā)。當對該位寫1時，軟件觸發(fā)發(fā)生，即發(fā)生軟件觸發(fā)事件，當計數(shù)器運行到下一個載入點時，同步發(fā)生，對應寄存器更新，完畢后SWSYNC會自動清0。l TRIG2：PWM同步硬件觸發(fā)器2。使能硬件觸發(fā)器2觸發(fā)PWM同步，觸發(fā)器2輸入引腳上出現(xiàn)上升沿時硬件觸發(fā)。TRIG2=0：觸發(fā)器禁止；TRIG2=1：觸發(fā)器使能。l TRIG1：PWM同步硬件觸發(fā)器1。使能硬件觸發(fā)器1觸發(fā)PWM同步，觸發(fā)器1輸入引腳上出現(xiàn)上升沿時硬件觸發(fā)。TRIG1=0：觸發(fā)器禁止；TRIG1=1：觸發(fā)器使能。l TRIG0：PWM同步硬件觸發(fā)器0。使能硬件觸發(fā)器0觸發(fā)PWM同步，觸發(fā)器0輸入引腳上出現(xiàn)上升沿時硬件觸發(fā)。TRIG0=0：觸發(fā)器禁止；TRIG0=1：觸發(fā)器使能。注意：軟件觸發(fā)，即向SWSYNC位寫1，和通過TRIG0:3實現(xiàn)的硬件觸發(fā)，存在潛在的沖突。當SYNCMODE = 0時，如果同時使用硬件觸發(fā)和軟件觸發(fā)就可能發(fā)生。建議不要同時使用軟件觸發(fā)和硬件觸發(fā)，一般情況下，當我們使用FTM的一些增強功能時，我們使用軟件觸發(fā)即可。l SYNCHOM：輸出屏蔽同步，選擇OUTMASK寄存器是否從緩沖器里更新。SYNCHOM=0：在系統(tǒng)時鐘上升沿時，OUTMASK寄存器從緩沖器中更新自身值；SYNCHOM=1：PWM同步時，OUTMASK寄存器從緩沖器中更新自身值。l RENINT：FTM計數(shù)器重新初始化。決定當選擇的觸發(fā)器觸發(fā)同步時，F(xiàn)TM計數(shù)器是否重新初始化。RENINT=0：FTM計數(shù)器繼續(xù)計數(shù)；RENINT=1：當觸發(fā)事件發(fā)生時，F(xiàn)TM計數(shù)器回到設定的初值。l CNTMAX：最大載入點使能，當觸發(fā)事件發(fā)生后，直到FTM計數(shù)器達到莫一個值時，這一時刻才會發(fā)生更新寄存器值的同步，這一時刻就是載入點。當該位為1時，當FTM計數(shù)器達到最大值時，即MOD值，這一時刻將作為一個同步的載入點。l CNTMIN：最小裝載點使能當該位為1時，當FTM計數(shù)器達到最小值時，即CNTIN值，這一時刻將作為一個同步的載入點。10. 通道輸出初始狀態(tài)（FTMx_OUTINIT）l CHxOI：通道x輸出初始值。CHxOI=0：初始值為0；CHxOI=1：初始值為1。11. 輸出屏蔽寄存器（FTMx_OUTMASK）l CHxOM：通道x輸出屏蔽。CHxOM=0：該通道輸出正常；CHxOM=1：該通道輸出屏蔽。12. 通道聯(lián)合功能寄存器（FTMx_COMBINE）該寄存器包含：錯誤控制、同步、死區(qū)插入、雙邊沿捕捉模式、補償、雙通道聯(lián)合等功能。該寄存器在使用雙通道聯(lián)合功能時，主要是非對稱PWM輸出，雙通道互補輸出，雙邊沿捕捉等功能時需要合理設置。l FAULTENn：使能通道2n和2n+1的錯誤控制，該位寫保護，只有當MODEWPDIS = 1時可寫入。FAULTENn=0：通道2n和2n+1的錯誤控制禁止；FAULTENn=1：通道2n和2n+1的錯誤控制使能。l SYNCENn：使能寄存器C(2n)V和C(2n+1)V的PWM同步，即這兩個寄存器能否被觸發(fā)事件觸發(fā)更新。該位寫保護，只有當MODEWPDIS = 1時可寫入。SYNCENn=0：寄存器C(2n)V和C(2n+1)V的PWM同步禁止；SYNCENn=：寄存器C(2n)V和C(2n+1)V的PWM同步使能。l DTENn：死區(qū)使能。使能通道2n和2n+1的死區(qū)插入。死區(qū)插入在雙通道互補輸入控制橋式電機驅(qū)動電路時，防止同側(cè)開關管同時導通的危險，具體插入死區(qū)的時間則由FTMx_DEADTIME寄存器設定。該位寫保護，只有當MODEWPDIS = 1時可寫入。DTENn=0：通道2n和2n+1的死區(qū)插入功能禁止；DTENn=1：通道2n和2n+1的死區(qū)插入功能使能。l DECAPn：雙邊沿捕捉。使能通道2n和2n+1的雙邊沿捕捉。該位只有當FTMEN=1和DECAPEN=1時有效。DECAPn=0：通道2n和2n+1的雙邊沿捕捉禁止；DECAPn=1：通道2n和2n+1的雙邊沿捕捉使能。l COMPn：使能通道2n和2n+1的互補模式，即兩個通道波形相反。該位寫保護，只有當MODEWPDIS = 1時可寫入。COMPn=0：通道2n和2n+1的互補模式禁止；COMPn=1：通道2n和2n+1的互補模式使能。l COBINEn：通道2n和2n+1聯(lián)合設置。只有COMBINEn=1，才可使用上面那些位設置的功能。該位寫保護，只有當MODEWPDIS = 1時可寫入。COBINEn=0：通道2n和2n+1獨立使用；COBINEn=1：通道2n和2n+1聯(lián)合使用。13. 死區(qū)插入控制寄存器（FTMx_DEADTIME）該寄存器設置死區(qū)時間分頻系數(shù)和死區(qū)值。所有的FTM通道都使用這個時鐘分頻和死區(qū)值。死區(qū)插入的目的時在驅(qū)動全橋電路時，防止同側(cè)半橋同時導通。只有雙通道聯(lián)合互補輸出時，且對應的DTENn=1時，設置的死區(qū)值才有效。l DTPS：分頻設置。死區(qū)時間的定時也是由對BusClock計數(shù)實現(xiàn)的，DTPS設定的時對BusClock分頻的設置。DTPS=0X：分頻比為1；DTPS=10：分頻比為4；DTPS=11：分頻比為16。l DTVAL：DTVAL設置對DTPS分頻后的時鐘的計數(shù)值以確定死區(qū)插入的時間。死區(qū)插入的時間=DTPS*DTVAL*總線時鐘周期。14. 通道極性寄存器（FTMx_POL）當各通道的出于非活動狀態(tài)，給寄存器設置各通道非活動狀態(tài)下的值。各位都寫保護，只有當MODEWPDIS = 1時可寫入。15. 輸入捕捉濾波控制寄存器（FTMx_FILTER）該寄存器設置輸入通道的濾波值，通道4、5、6、7無輸入濾波器。注意，寫入該寄存器的值將立刻起作用，而且通道0、1、2、3必須在輸入模式下，如設置不當可能造成錯過正確的信號。濾波模式一般只在輸入捕捉時使用，當啟用濾波功能時，如果輸入端發(fā)生變化，則濾波器內(nèi)部的5bit計數(shù)器開始累加計數(shù)，一旦溢出（溢出值由CHnFVAL3:0設定），輸入端變化才提交給邊沿檢測器。如果計數(shù)過程中，輸入端再次發(fā)生相反變化，則計數(shù)器會被復位并重新開始計數(shù)，這樣一些比過濾時間短的脈沖則會被視為干擾且不會提交給邊沿計數(shù)器，只有在濾波模塊計數(shù)期間保持穩(wěn)定的信號才會提交給邊沿計數(shù)器。16. 正交解碼控制和狀態(tài)寄存器（FTMx_QDCTRL）正交解碼一般用于正反向脈沖計數(shù)，由旋轉(zhuǎn)編碼器輸入相和相脈沖，由FTM模塊根據(jù)相位自動增加或減少。在電機正反轉(zhuǎn)測速時非常有用。l PHAFLTREN：A相輸入濾波使能設置。濾波值由濾波寄存器中的CH0FVAL定義，如果CH0FVAL=0，濾波也無效。PHAFLTREN=0：A相輸入濾波禁止；PHAFLTREN=0：A相輸入濾波使能。l PHBFLTREN：B相輸入濾波使能設置。濾波值由濾波寄存器中的CH1FVAL定義，如果CH1FVAL=0，濾波也無效。PHBFLTREN=0：B相輸入濾波禁止；PHBFLTREN=0：B相輸入濾波使能。l PHAPOL：A相輸入極性選擇。PHAPOL=0：普通極性；PHAPOL=1：反向極性。l PHBPOL：B相輸入極性選擇。PHBPOL=0：普通極性；PHBPOL=1：反向極性。l QUADMODE：正交解碼模式。QUADMODE=0：A相和B相編碼模式。計數(shù)方向由AB相之間的關系決定，計數(shù)頻率由A相B相輸入信號決定。當A相或B相的信號出現(xiàn)跳變，即可觸發(fā)FTM計數(shù)器改變。在這種模式下，只需要把旋轉(zhuǎn)編碼器的AB相輸出直接接到FTM的AB相輸入即可。；QUADMODE=1：計數(shù)和方向編碼模式。B相輸入值用于指示計數(shù)方向，A相輸入用于計數(shù)，F(xiàn)TM計數(shù)器在A相輸入的每個上升沿進行計數(shù)，累加或遞減由B相電平?jīng)Q定。l QUADIR：正交解碼模式下的FTM計數(shù)方向狀態(tài)位，查詢該位可獲知當前計數(shù)方向。QUADIR=0：遞減計數(shù)；QUADIR=1：遞增計數(shù)。l TOFDIR：正交解碼模式下FTM計數(shù)器溢出方向。在溢出時，查詢該位可獲知溢出方向。TOFDIR=0：底部溢出時置1；TOFDIR=1：頂部溢出時置1。l QUADEN：正交解碼模式使能位。QUADEN=0：正交解碼模式禁止；QUADEN=1：正交解碼模式使能。17. 設置寄存器（FTMx_CONF）l GTBEOUT：全局時間基準輸出，使能全局時間基準信號給其它FTMl GTBEEN：全局時間基準使能，設置FTM使用一個其它FTM模塊產(chǎn)生的外部的全局時間基準。l BDMMODE：選擇FTM在BDM模式下的行為。l NUMTOF：設置計數(shù)器溢出次數(shù)和TOF標志置位次數(shù)的比值，NUMTOF=n，n（031）每溢出n+1次，TOF置位一次。18. 同步設置寄存器（FTMx_SYNCONF）該寄存器主要設置軟件觸發(fā)和硬件觸發(fā)對于某些寄存器的影響。l HWSOC：SWOCTRL寄存器的同步是否由硬件觸發(fā)。HWSOC=0：SWOCTRL寄存器的同步不由硬件觸發(fā)；HWSOC=1：SWOCTRL寄存器的同步由硬件觸發(fā)。l HWINVC：INVCTRL寄存器的同步是否由硬件觸發(fā)。HWINVC=0：INVCTRL寄存器的同步不由硬件觸發(fā)；HWINVC=1：INVCTRL寄存器的同步由硬件觸發(fā)。l HWOM：OUTMASK寄存器的同步是否由硬件觸發(fā)。HWOM=0：OUTMASK寄存器的同步不由硬件觸發(fā)；HWOM=1：OUTMASK寄存器的同步由硬件觸發(fā)。l HWWRBUF：MOD，CNTIN，CnV寄存器的同步是否由硬件觸發(fā)。HWWRBUF=0：MOD，CNTIN，CnV寄存器的同步不由硬件觸發(fā)；HWWRBUF=1：MOD，CNTIN，CnV寄存器的同步由硬件觸發(fā)。l HWRETCNT：FTM計數(shù)器同步是否由硬件觸發(fā)。HWRETCNT=0：FTM計數(shù)器同步不由硬件觸發(fā)；HWRETCN=1T：FTM計數(shù)器同步由硬件觸發(fā)。l SWSOC：SWOCTRL寄存器的同步是否由軟件觸發(fā)。SWSOC=0：SWOCTRL寄存器的同步不由軟件觸發(fā)；SWSOC=1：SWOCTRL寄存器的同步由軟件觸發(fā)。l SWINVC：INVCTRL寄存器的同步是否由軟件觸發(fā)。SWINVC=0：INVCTRL寄存器的同步不由軟件觸發(fā)；SWINVC=1：INVCTRL寄存器的同步由軟件觸發(fā)。l SWOM：OUTMASK寄存器的同步是否由軟件觸發(fā)。SWOM=0：OUTMASK寄存器的同步不由軟件觸發(fā)；SWOM=1：OUTMASK寄存器的同步由軟件觸發(fā)。l SWWRBUF：MOD，CNTIN，CnV寄存器的同步是否由軟件觸發(fā)。SWWRBUF=0：MOD，CNTIN，CnV寄存器的同步不由軟件觸發(fā)；SWWRBUF=1：MOD，CNTIN，CnV寄存器的同步由軟件觸發(fā)。l SWRETCNT：FTM計數(shù)器同步是否由軟件觸發(fā)。SWRETCNT=0：FTM計數(shù)器同步不由軟件觸發(fā)；SWRETCN=1T：FTM計數(shù)器同步由軟件觸發(fā)。l SYNCMODE：同步模式SYNCMODE=0：傳統(tǒng)PWM同步方式；SYNCMODE=1：增強型的PWM同步方式。l SWOC：SWOCTRL寄存器同步設置。SWOC=0：SWOCTRL寄存器在系統(tǒng)時鐘上升沿更新；SWOC=1：SWOCTRL寄存器更新由PWM同步完成。l INVC：INVCTRL寄存器同步設置。INVC =0：INVCTRL寄存器在系統(tǒng)時鐘上升沿更新；INVC =1：INVCTRL寄存器更新由PWM同步完成。l CNTINC：CNTIN寄存器同步設置。CNTINC =0：CNTIN寄存器在系統(tǒng)時鐘上升沿更新；CNTINC =1：CNTIN寄存器更新由PWM同步完成。l HWTRIGMODE：硬件觸發(fā)模式。HWTRIGMODE=0：檢測到硬件觸發(fā)事件時清除TRIGj位；HWTRIGMODE=1：檢測到硬件觸發(fā)事件時不清除TRIGj位。19. FTM反相設置寄存器（FTMx_INVCTRL）該寄存器中的各位設置通道2n和通道2n+1顛倒使用，即n通道成為n+1通道的輸出，n+1通道輸出n通道的輸出。可用于控制電機正反轉(zhuǎn)切換。該功能在雙通道聯(lián)合互補輸出時可用。l INVnEN：通道2n和通道2n+1切換輸出使能。INVnEN=0：通道2n和通道2n+1各自輸出；INVnEN=1：通道2n和通道2n+1交換輸出。20. FTM軟件輸出控制寄存器（FTMx_SWOCTRL）該寄存器設置各通道強制輸出高電平或低電平。CHnOC=1時對應通道n強制輸出；CHnOCV=0：當強制輸出時，輸出低電平；CHnOCV=1：當強制輸出時，輸出高電平。21. FTMPWM裝載寄存器（FTMx_PWMLOAD）使能PWM的自動載入功能，當FTM計數(shù)計數(shù)到MOD設定值并變化到下一個值或該通道設置為輸出比較且比較成功時，MOD、CNTIN、C(n)V、C(n+1)V載入緩沖器中的值。l LDOK：載入使能。l CHnSEL：載入時是否包括通道nCHnSEL=0：不包括；CHnSEL=1：包括。1.5.3 FTM功能詳解1. FTM模塊的時鐘FTM模塊的核心是一個16位計數(shù)器，該計數(shù)器的時鐘來源可設置（由FTMx_SC寄存器中的CLKS設置），可來自總線時鐘（CLKS=01），也可來自MCG模塊的MCGFFCLK，對時鐘源可進行分頻（由FTMx_SC寄存器中的PS設置）。如果使用固定頻率時鐘，即fixed frenquency clock，也就是MCGFFCLK，則需要在MCG模塊中設置。MCG模塊提供的MCGFFCLK，可以為其它片上周邊設備提供時鐘，該時鐘可由內(nèi)部慢速參考時鐘提供或外部晶振，且由FLL分頻后提供。MCGFFCLK由C1_IREFS位設置來自內(nèi)部32K還是來自外部經(jīng)過FDIV分頻后的時鐘，輸出到MCGFFCLK還要2分頻一次。MCGFFCLK用于局部總線時鐘同步，而且不得大于MCGOUTCLK的1/8。且該時鐘在MCG處于BLPI模式和STOP模式下無效。一般情況下，只要不是對外部計數(shù)功能，我們都會采用Bus Clock為FTM提供時鐘。2. FTM模塊的計數(shù)模式FTM模塊在時鐘確定后，計數(shù)器計數(shù)，默認情況下，對分頻后輸入時鐘進行遞增無符號計數(shù)。計數(shù)器初始值由FTMx_CNTIN指定。當一直計數(shù)到達FTMx_MOD寄存器的設定值時，TOF置位。計數(shù)器回到初始值，循環(huán)往復。如下圖所示，計數(shù)器從0計數(shù)到3，循環(huán)計數(shù)。計數(shù)周期=(MOD-CNTIN+1)*時鐘周期。初始值也可是負數(shù)，例如CNTIN=0xFFFC（補碼-4），MOD=4，則計數(shù)器從-4計數(shù)到4，循環(huán)計數(shù)。當CNTIN的最高位，即CNTIN15=1時，初始值作為負數(shù)對待，否則視為正數(shù)。FTM計數(shù)時，建議MOD值必須大于CNTIN值，編程時需注意。如果MOD=CNTIN，則計數(shù)值一直保持MOD值，且TOF位一直置1。當QUADEN=0（非正交解碼模式）且CPWMS=0（加法計數(shù)）時，計數(shù)器為加法計數(shù)，如果設置CPWMS=1，則進入先加后減計數(shù)模式。（中心對齊PWM必須將該位置1）。在先加后減計數(shù)模式下，假設CNTIN=0，MOD=4，則計數(shù)過程如下在該模式下，計數(shù)周期=2*（MOD-CNTIN），當計數(shù)值從MOD變?yōu)镸OD-1時，TOF置位。如FTMEN=0，此時FTM模塊功能等同于S08的TPM模塊，此時無論MOD=0或者MOD=0XFFFF，此時計數(shù)器為一個自由運行的16位計數(shù)器。如FTMEN=1，且QUADEN=0、CPWMS=0時，此時只有MOD=0xFFFF時，才可作為一個自由運行的計數(shù)器。任何對FTM計數(shù)器的寫入操作，都會復位計數(shù)器，計數(shù)器的值重新回到CNTIN指定值。也可以使用FTM的同步功能，讓計數(shù)器重新回到初值，各通道輸出也回到初始值。FTMx_CONF寄存器中的NUMOF4:0可設置TOF置位的頻率。默認情況下，即NUMOF4:0=0，每個計數(shù)周期，TOF置位一次，如果NUMOF=n，（n32），則每n+1個周期，TOF置位一次。3. 邊沿對齊PWM模式PWM輸出實際上利用的就是FTM的輸出比較的功能。當QUADEN = 0，DECAPEN = 0，COMBINE= 0，CPWMS = 0， MSnB = 1時，F(xiàn)TM工作在EPWM模式下，即邊沿對齊模式?？捎糜诋a(chǎn)生舵機和電機的PWM控制信號。在這個模式下，F(xiàn)TM計數(shù)器工作方式和計數(shù)模式相同，默認為加法計數(shù)，計數(shù)到MOD值后自動返回CNTIN值。PWM信號的周期和計數(shù)器計數(shù)周期有關，PWM周期=（MOD-CNTIN+1）*時鐘周期。PWM信號高低電平切換的時刻，則由CnV值決定，當計數(shù)器累加計數(shù)到CnV值相等時，PWM信號則翻轉(zhuǎn)。直到計數(shù)到MOD值，一個周期結(jié)束，信號回到初始值。這種模式的原理和輸出比較模式是相同的，當比較成功時，也就是FTM計數(shù)值=CnV時，CHnF標志也會置1。PWM信號的輸出可以時左對齊（信號先高后低）也可以是右對齊（信號先低后高）。左右對齊由ELSnB：ELSnA決定，若ELSnB：ELSnA=10則是左對齊模式，若ELSnB：ELSnA=X1則是右對齊模式。以左對齊為例，高電平持續(xù)時間=(CnV-CNTIN)*時鐘周期。在邊沿對齊PWM模式中，一般PWM周期不變，通過改變CnV的值以改變占空比，如改變CnV的值，則新的值并不會立刻生效，而是到一個周期結(jié)束，F(xiàn)TM計數(shù)器從MOD變?yōu)镃NTIN時，CnV值才生效。EPWM例程如下，在該例程中，總線時鐘為60MHz，經(jīng)過FTM分頻到3.75MHz，F(xiàn)TM遞增計數(shù)，周期10ms，高電平事件1.5ms。使用FTM0_CH3通道，由PTA6引腳輸出。void FTM_Init(void)PORTA_PCR6= PORT_PCR_MUX(3); / 設置引腳 A6引腳為FTM0_CH3功能 SIM_SCGC6|=SIM_SCGC6_FTM0_MASK;/使能FTM0時鐘FTM0_MODE |= FTM_MODE_WPDIS_MASK;/寫保護禁止/設置通道0，工作在左邊沿對其PWM模式/MSB=1，ELSB:ELSA=10FTM0_C3SC |= FTM_CnSC_ELSB_MASK;/ELSB=1，ELSA=0，左對齊，先高后低FTM0_C3SC &= FTM_CnSC_ELSA_MASK;FTM0_C3SC |= FTM_CnSC_MSB_MASK;/MSB=1，模式選擇邊沿對齊FTM0_SC=0x0c;/中斷禁止，時鐘源來自總線時鐘60MHz，16分頻后得到3.75MHz，CLKS=01，PS=100,CPWMS=0，遞增計數(shù)FTM0_MODE &= 1;/FTM0使能FTM0_OUTMASK=0XF7;/通道3輸出，屏蔽其它通道FTM0_QDCTRL&=FTM_QDCTRL_QUADEN_MASK;/禁止正交解碼模式FTM0_COMBINE=0;/DECAPEN=0，雙邊沿捕捉禁止，COMBINE=0，不級聯(lián)FTM0_CNTIN=0;/FTM0計數(shù)器初始值為0FTM0_MOD=37499;/結(jié)束值，周期為（MOD-CNTIN+1）*時鐘周期=10msFTM0_C3V=5625;/高電平1.5msFTM0_CNT=0;4. 中心對齊PWM模式中心對齊PWM模式和邊沿對齊PWM模式唯一不同之處在于CPWMS = 1，即此時計數(shù)器工作模式為先加后減模式，計數(shù)器累加到CnV時，信號翻轉(zhuǎn)，直到計數(shù)到MOD值后開始遞減計數(shù)，再次到達CnV時，信號再次翻轉(zhuǎn)，然后遞減到CNTIN值，一個周期結(jié)束。同樣的MOD、CNTIN、CnV，值，CPWM的周期是EPWM的兩倍，但占空比不變。在中心對齊PWM模式下，ELSnB：ELSnA 的作用和EPWM相同，即ELSnB：ELSnA=10信號輸出先高后低，若ELSnB：ELSnA=X1信號輸出先低后高。5. 輸入捕捉模式FTM的輸入捕捉模式可捕捉外部信號的正跳變或負跳變，可替代外部中斷使用。和一般外部中斷不同的是，輸入捕捉功能不但可以在捕捉到特定的跳變時產(chǎn)生中斷，而且輸入引腳可以啟用濾波功能，關鍵是，輸入捕捉功能在捕捉到信號時，還可以記錄捕捉的時刻，即捕捉發(fā)生時，F(xiàn)TM計數(shù)器的值會記錄在CnV寄存器中。輸入捕捉模式下，DECAPEN = 0（不啟用雙邊呀捕捉），COMBINE = 0（各通道獨立），CPWMS= 0（計數(shù)器累加計數(shù)），MSnB:MSnA = 0:0（輸入捕捉模式）。此時，捕捉什么樣的信號則由ELSnB:ELSnA決定。ELSnB:ELSnA=01：捕捉上升沿；ELSnB:ELSnA=10：捕捉下降升沿；ELSnB:ELSnA=11：捕捉上升沿或下降沿。當對應的通道捕捉到設定的邊沿時，CHnF置位，如果對應的CHnIE=1，即中斷打開時，即可產(chǎn)生中斷。在輸入捕捉模式下，當捕捉到設定的邊沿時，此時的FTM計數(shù)器的值將自動保存到CnV寄存器中，也就是在輸入捕捉模式下，CnV寄存器在程序中只可做讀出之用，寫入操作會被忽略。每個FTM模塊的03通道可以啟用濾波功能，濾波原理是捕捉到邊沿時，延時若干個時鐘周期再置位CHnF。默認情況下，如不啟用濾波功能，則延時3個系統(tǒng)時鐘的上升沿。若啟用濾波功能，則延時可設置，但只有03通道可以設置。注意，捕捉模式下，CNTIN應為0。當啟用濾波功能時，如果輸入端發(fā)生變化，則濾波器內(nèi)部的5bit計數(shù)器開始累加計數(shù)，一旦溢出（溢出值由CHnFVAL3:0設定），輸入端變化才提交給邊沿檢測器。如果計數(shù)過程中，輸入端再次發(fā)生相反變化，則計數(shù)器會被復位并重新開始計數(shù)，這樣一些比過濾時間短的脈沖則會被視為干擾且不會提交給邊沿計數(shù)器。6. 輸出比較模式當DECAPEN = 0（禁止雙邊沿檢測）， COMBINE = 0（各通道獨立），CPWMS = 0（計數(shù)器累加），MSnB:MSnA = 0:1時，F(xiàn)TM工作在輸出比較模式下。在輸出比較模式下，計數(shù)器工作在累加模式下，當FTM計數(shù)器值=CnV值，時，比較成功，對應通道的引腳輸出高電平、低電平或翻轉(zhuǎn)信號。通道輸出由ELSnB:ELSnA決定，ELSnB:ELSnA=01：輸出翻轉(zhuǎn)，ELSnB:ELSnA=10：輸出低電平，ELSnB:ELSn=11：輸出高電平。同時，當比較成功時，對應CHnF置位，如CHnIE=1，則比較成功即引發(fā)中斷。比較成功翻轉(zhuǎn)電平輸出，可用于輸出方波。實際上PWM波形的產(chǎn)生也是利用了輸出比較的功能實現(xiàn)的，輸出比較功能中如使用中斷且不輸出波形，也可實現(xiàn)定時中斷的功能。7. 組合模式以上幾種模式下，F(xiàn)TMEN=0即可，若要使用增強FTM的功能，即不同于PTM模塊功能，則必須FTMEN=1。組合模式就是其中一種，主要用于輸出非對稱PWM信號。當FTMEN = 1（啟用增強功能） ，QUADEN = 0（不啟用正交解碼），DECAPEN = 0（不啟用雙邊沿捕捉），COMBINE = 1（相鄰通道組合使用）CPWMS = 0（計數(shù)器累加模式）時，F(xiàn)TM工作在組合模式下。組合工作模式下，主要指的是偶數(shù)通道2n和相鄰的2n+1通道共同控制輸出PWM波形。PWM信號的周期和EPWM相同，但是高低電平的切換的時機則由C2nV和C2n+1V確定。電平第一次翻轉(zhuǎn)發(fā)生在通道2n比較成功，電平第二次翻轉(zhuǎn)發(fā)生在通道2n+1比較成功。在一個周期開始時，初始電平由ELSnB:ELSnA決定，這點和EPWM和CPWM相同。在組合模式下，PWM信號的第一個邊沿只由C2nV決定，而第二個邊沿只由C2n+1V決定。兩個通道可獨立設置對應邊沿出現(xiàn)的位置，這就是非對稱的PWM輸出。8. 互補模式一般組合模式下，通道2n和通道2n+1輸出波形相同，如果啟用互補模式，則兩個通道輸出互為反向，在互補模式下，還可以啟用死區(qū)插入功能，這在某些兩路電機驅(qū)動的應用中是非常有用的。當FTMEN = 1（啟用增強功能） ，QUADEN = 0（不啟用正交解碼），DECAPEN = 0（不啟用雙邊沿捕捉），COMBINE = 1（相鄰通道組合使用）CPWMS = 0（計數(shù)器累加模式）COMP = 1（啟用補償模式）時，F(xiàn)TM工作在補償模式下。在補償模式下，仍然是2n通道和2n+1通道組合使用，輸出PWM信號。和組合模式下不同的是，COMP=0時，2n通道和2n+1通道輸出信號相同，而補償模式下，2n+1通道輸出的信號和2n通道是相反的。例程如下，該例程使用60MHz總線時鐘，分頻后3.75MHz，輸出引腳為C3和C4，分別對應FTM0_CH2和FTM0_CH3，注意由于FTMEN=1，相關寄存器更新采用軟件觸發(fā)的方式。在這個例子中，我們采用了死區(qū)插入，死區(qū)時間16*63個總線周期，時間大約16.8us。void FTM0_Init(void)PORTC_PCR3= PORT_PCR_MUX(4); / 設置引腳C3引腳為FTM0_CH2功能PORTC_PCR4= PORT_PCR_MUX(4); / 設置引腳C4引腳為FTM0_CH3功能SIM_SCGC6|=SIM_SCGC6_FTM0_MASK;/使能FTM0時鐘FTM0_SC=FTM_SC_CLKS(1)|FTM_SC_PS(4);/中斷禁止，時鐘源來自總線時鐘60MHz，16分頻后得到3.75MHz，CLKS=01，PS=100,CPWMS=0，遞增計數(shù)FTM0_MODE |= FTM_MODE_WPDIS_MASK;/寫保護禁止FTM0_MODE |=FTM_MODE_FTMEN_MASK;/FTMEN=1FTM0_QDCTRL&=FTM_QDCTRL_QUADEN_MASK;/禁止正交解碼模式FTM0_COMBINE|=FTM_COMBINE_COMBINE1_MASK;/FTM0通道2,3聯(lián)合使用FTM0_COMBINE|=FTM_COMBINE_COMP1_MASK;/FTM0通道2,3互補輸出FTM0_COMBINE|=FTM_COMBINE_SYNCEN1_MASK;/使能FTM0通道2,3 PWM同步FTM0_COMBINE|=FTM_COMBINE_DTEN1_MASK;/死區(qū)插入 FTM0_DEADTIME=FTM_DEADTIME_DTPS(3)|FTM_DEADTIME_DTVAL(63);FTM0_SYNCONF|=FTM_SYNCONF_SWWRBUF_MASK;/使能MOD,CNTIN,CV寄存器的軟件觸發(fā)同步FTM0_SYNC=FTM_SYNC_CNTMIN_MASK|FTM_SYNC_CNTMAX_MASK;/設置load pointFTM0_C2SC |= FTM_CnSC_ELSB_MASK;/ELSB=1，ELSA=0，左對齊，先高后低FTM0_C2SC &= FTM_CnSC_ELSA_MASK;FTM0_C3SC |= FTM_CnSC_ELSB_MASK;/ELSB=1，ELSA=0，左對齊，先高后低FTM0_C3SC &= FTM_CnSC_ELSA_MASK;FTM0_OUTMASK=0XF3;/通道2，3輸出，屏蔽其它通道FTM0_CNTIN=0;/FTM0計數(shù)器初始值為0FTM0_MOD=37499;/結(jié)束值，周期為（MOD-CNTIN+1）*時鐘周期=10msFTM0_C2V=5625;/高電平1.5msFTM0_C3V=20000;FTM0_CNT=0;FTM0_SYNC|=FTM_SYNC_SWSYNC_MASK;/使能軟件觸發(fā)在main函數(shù)的主循環(huán)中，我們可使用串口通信改變波形，通過示波器觀看，例程如下：for(;) tom= uart_getchar();switch(tom)case a: FTM0_C3V+=50; FTM