MSP430F249的定時器計數(shù)器

1、第第5章章 MSP4301第第5章章 MSP430定時器計數(shù)器定時器計數(shù)器在學(xué)習(xí)MSP430F249的定時器之前，我們先回顧一下MSP430F249的時鐘系統(tǒng)。MSP430F249的基礎(chǔ)時鐘模塊具有3個振蕩器，這3個振蕩器分別是LFXT1低頻振蕩器（32768Hz）、XT2高頻振蕩器（400k16MHz）和DCO內(nèi)部數(shù)字控制振蕩器（約1.1MHz）。這3個振蕩器都可以通過軟件設(shè)定進(jìn)行1/2/4/8分頻，產(chǎn)生單片機工作需要的3個時鐘信號：主時鐘MCLK、子系統(tǒng)時鐘SMCLK和輔助時鐘ACLK。 第第5章章 MSP4302MCLK可以通過編程選擇3個振蕩器（LFXT1、XT2、DCO）之一，或它們

2、1/2/4/8分頻后作為其信號源；SMCLK可以選擇2個振蕩器（XT2、DCO），或它們1/2/4/8分頻后作為其信號源；ACLK只能由LFXT1時鐘信號或1/2/4/8分頻后作為其信號源。在 MSP430F249單片機的大部分內(nèi)部設(shè)備中，都能選擇上述3種時鐘信號MCLK、SMCLK和ACLK作為時鐘源并對上述時鐘信號再進(jìn)行1/2/4/8分頻，應(yīng)用極其靈活。第第5章章 MSP43035.1 看門狗定時器看門狗定時器WDT實際上是一個特殊的定時器，其主要功能是當(dāng)單片機軟件出現(xiàn)故障（例如外部干擾引起單片機程序跑飛或陷入死循環(huán)）時，能使系統(tǒng)重新啟動?？撮T狗定時器的工作原理就是發(fā)生故障的時間滿足規(guī)定的

3、定時時間后，產(chǎn)生一個非屏蔽中斷，使系統(tǒng)復(fù)位。當(dāng)不使用看門狗功能時，看門狗定時器可以作為內(nèi)部定時器使用。第第5章章 MSP4304為了說明看門狗模式的工作原理，我們來分析下列程序片段：void main(void)WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;/停止看門狗初始化部分while(1)WDTCTL=WDT_ARST_250;/看門狗模式，定時250ms程序主體第第5章章 MSP4305程序說明：在while循環(huán)中，設(shè)置看門狗時間間隔為250ms（時鐘源為ACLK），同時計數(shù)器清零，然后執(zhí)行程序主體，如此反復(fù)執(zhí)行。如果程序主體執(zhí)行時間加上所有中斷程序執(zhí)行時間之和小于設(shè)定的看門狗時間間隔25

4、0ms，那么程序總是正常進(jìn)行的；如果系統(tǒng)受到干擾，程序跑飛或陷入死循環(huán)，這時在250ms時間內(nèi)執(zhí)行不到WDTCTL=WDT_ARST_250指令，從而看門狗計數(shù)器沒有被清零，看門狗計數(shù)器溢出WDTIFG標(biāo)志置位，產(chǎn)生PUC復(fù)位信號，系統(tǒng)重新啟動，這樣系統(tǒng)就脫離了死循環(huán)狀態(tài)。第第5章章 MSP4306PUC復(fù)位后WDTCTL=0 x6900WDTPW 看門狗定時器訪問安全口令，讀取時總為0 x69，寫入時必須為0 x5A，否則產(chǎn)生一個PUC信號。WDTHOLD 看門狗暫停位，0 看門狗定時器正常工作；1 看門狗定時器停止WDTNMIES NMI邊沿選擇，0上升沿觸發(fā)NMI中斷；1下降沿觸發(fā)NMI

5、中斷3）看門狗定時器相關(guān)寄存器控制寄存器WDTCTL第第5章章 MSP4307WDTNMIE 復(fù)位引腳和NMI選擇，0 RST/NMI引腳為復(fù)位端；1 RST/NMI引腳為邊沿觸發(fā)的非屏蔽中斷輸入。WDTTMSEL 看門狗定時器模式選擇，0看門狗模式；1 定時器模式WDTCNTCL 計數(shù)器清零控制位，0 無作用；1 計數(shù)器清零，即WDTCNT=0WDTSSEL 時鐘源選擇位，0 SMCLK; 1 ACLKWDTISx 時間間隔選擇位，x=0、1第第5章章 MSP4308第第5章章 MSP4309實例實例5-1 看門狗定時器的應(yīng)用看門狗定時器的應(yīng)用 任務(wù)要求：利用看門狗定時器產(chǎn)生設(shè)定的時間間隔中

6、斷，在中斷服務(wù)程序中切換LED燈亮1s滅1s。分析說明：看門狗定時器的時鐘源只有SMCLK和ACLK兩種，4種分頻值，只能實現(xiàn)幾種簡單的定時間隔中斷。第第5章章 MSP43010#include void main(void) WDTCTL = WDT_ADLY_1000; / 看門狗定時時間間隔為1s IE1 |= WDTIE; / 允許WDT中斷 P1DIR |= 0 x01; / P1.0輸出 _BIS_SR(LPM3_bits + GIE); / 進(jìn)入LPM3低功耗模式，總中斷允許#pragma vector=WDT_VECTOR_interrupt void watchdog_tim

7、er(void) /看門狗中斷服務(wù)程序 P1OUT = 0 x01; / P1.0 取反第第5章章 MSP430115.2 定時器AMsp430f249單片機的定時器A是具有3個捕獲/比較寄存器的16位定時器/計數(shù)器。定時器A可以用來實現(xiàn)計數(shù)、延時、信號頻率測量、信號觸發(fā)檢測、脈沖脈寬信號測量。定時器A還可以實現(xiàn)下列功能： （1）PWM信號輸出功能：通過設(shè)置TA的工作模式，結(jié)合CCR0、CCR1或CCR2計數(shù)，直接從CCR0、CCR1或CCR2中子模塊的OUT.x端輸出。（2）Slope AD轉(zhuǎn)換功能：利用定時器A與比較器A結(jié)合設(shè)計成斜邊數(shù)模轉(zhuǎn)換器。（3）實現(xiàn)軟USART功能：利用CCR0子模

8、塊中的捕獲輸入功能，結(jié)合TAR實現(xiàn)通用串行異步通訊功能(USART)。 （4）ADC12模塊的采樣信號：利用定時器的TAR或CCR0實現(xiàn)OUT.x輸出得到ADC12模塊所需要的采樣觸發(fā)信號。第第5章章 MSP43012第第5章章 MSP43013第第5章章 MSP43014第第5章章 MSP43015第第5章章 MSP43016TACLR 定時器A清除位，該位置位將計數(shù)器TAR清零、分頻系數(shù)清零、計數(shù)模式置為增計數(shù)模式。TACLR 由硬件自動復(fù)位，其讀出始終為 0。定時器在下一個有效輸入沿開始工作。TAIE 定時器A中斷允許位，0中斷禁止；1中斷允許TAIFG 定時器A中斷標(biāo)志位，0沒有中斷；

9、1中斷標(biāo)志建立。增計數(shù)模式:當(dāng)定時器由 CCR0 計數(shù)到到 0 時,TAIFG 置位。連續(xù)計數(shù)模式:當(dāng)定時器由 0FFFFH計數(shù)到 0 時,TAIFG 置位。增/減計數(shù)模式:當(dāng)定時器由 CCR0 減計數(shù)到 0 時,TAIFG 置位。第第5章章 MSP43017第第5章章 MSP43018SCS 同步捕獲源選擇，0異步捕獲；1同步捕獲。異步捕獲模式允許在請求時立即將 CCIFG 置位和捕獲定時器值，適用于捕獲信號的周期遠(yuǎn)大于定時器時鐘周期的情況。但是，如果定時器時鐘和捕獲信號發(fā)生時間競爭，則捕獲寄存器的值可能出錯。在實際中經(jīng)常使用同步捕獲模式，捕獲事件發(fā)生時，CCIFG 置位和捕獲定時器值將與定

10、時器時鐘信號同步。第第5章章 MSP43019SCCI同步捕獲/比較輸入位，僅用于比較模式。比較相等信號 EQUx 將選擇中的捕獲、比較輸入信號CCIx(CCIxA,CCIxB,VCC 和 GND)進(jìn)行鎖存，這樣當(dāng)計數(shù)器的值繼續(xù)變化時，鎖存器中的值仍然保持不變，然后可以通過 SCCI位讀出。CAP 模式選擇位，0 比較模式；1 捕獲模式。OUTMODx 輸出模式（x=0、1、2）第第5章章 MSP43020第第5章章 MSP43021CCIE 捕獲/比較中斷使能位，0中斷禁止；1 中斷允許CCI 捕獲/比較輸入位，用來讀取選擇的輸入信號。OUT 輸出位，如果OUTMODx設(shè)為000時，那么由該

11、位決定輸出到OUTx的信號。0 輸出低電平；1輸出高電平。COV 捕獲溢出標(biāo)志。當(dāng) CAP=1 時，選擇捕獲模式，如果捕獲寄存器的值被讀出前再次發(fā)生捕獲事件，則COV置位。讀捕獲寄存器時不會使溢出標(biāo)志復(fù)位，須用軟件復(fù)位。CCIFG 捕獲/比較中斷標(biāo)志位。捕獲模式：寄存器 CCR0 捕獲了定時器 TAR 值時置位。比較模式：定時器 TAR 值等于寄存器 CCR0 值時置位。第第5章章 MSP43022第第5章章 MSP430232. 定時器工作原理定時器的4種工作模式：（1）停止模式：定時器停止工作。（2）增計數(shù)模式：如果定時器原來處于停止模式，設(shè)置增計數(shù)模式會同時啟動計數(shù)器TAR開始計數(shù)。當(dāng)計

12、數(shù)值達(dá)到TACCR0寄存器的值時，中斷標(biāo)志TACCR0_CCIFG置位。當(dāng)下一個計數(shù)時鐘到來時，計數(shù)器TAR的值變?yōu)?，重新開始新一輪計數(shù)。因此定時器的計數(shù)周期由TACCR0的值決定。由于必須用TACCR0寄存器存放計數(shù)的最大值，所以增計數(shù)模式比連續(xù)模式多占用了TACCR0寄存器。在增計數(shù)期間還可以設(shè)置 CCR12 來產(chǎn)生中斷標(biāo)記，產(chǎn)生PWM等信號。第第5章章 MSP43024（3）連續(xù)計數(shù)模式：連續(xù)計數(shù)模式與增計數(shù)模式的區(qū)別是連續(xù)模式不占用TACCR0寄存器。當(dāng)CCRx（x=0、1、2）寄存器的值與TAR的值相等時，若此時CCRx是處于中斷允許的話，則產(chǎn)生相應(yīng)的中斷標(biāo)志CCIFGx。而TAR

13、的中斷標(biāo)志TAIFG位則在TAR計數(shù)值從FFFFH轉(zhuǎn)為0時產(chǎn)生中斷標(biāo)志TAIFG。定時器A連續(xù)模式計數(shù)啟動后，TAR的值開始從0-FFFFH-0-FFFFH.不斷計重復(fù)計數(shù)，直至軟件控制其停止計數(shù)為止。第第5章章 MSP43025（4）增減計數(shù)模式：增減計數(shù)模式也要用到TACCR0寄存器，定時器啟動后，計數(shù)值先從0增加到TACCR0寄存器中的值，然后計數(shù)器又開始減少，減少到0后，計數(shù)器又遞增，如此周而復(fù)始。在增減計數(shù)模式一個周期中，中斷標(biāo)志位TAIFG和TACCR0_CCIFG個置位一次。當(dāng)計數(shù)值達(dá)到最大值TACCR0的值時，中斷標(biāo)志TACCR0_CCIFG置位；當(dāng)計數(shù)值遞減到0時，中斷標(biāo)志T

14、AIFG置位。增減模式在定時器周期不是 0FFFFH 且需要產(chǎn)生對稱的脈沖時使用。例如，兩個輸出驅(qū)動一個 H 橋時不能同時為高，增減模式支持在輸出信號之間有死區(qū)時間的應(yīng)用。第第5章章 MSP43026定時器 A 的中斷說明：定時器 A 有2個中斷向量，一個單獨分配給捕獲比較寄存器 CCR0，另一個作為共用的中斷向量用于定時器溢出和其他的捕獲比較寄存器（CCR1和CCR2）。CCR0 中斷向量具有最高的優(yōu)先級，CCR0用于定義增計數(shù)和增減計數(shù)模式的周期。CCR0的中斷標(biāo)志TACCR0_CCIFG 在執(zhí)行中斷服務(wù)程序時能自動復(fù)位。CCR1、CCR2 和定時器溢出共用另一個中斷向量，屬于多源中斷，對

15、應(yīng)的中斷標(biāo)志為TACCR1_CCIFG、TACCR2_CCIFG和 TAIFG1，在讀中斷向量字 TAIV 后，自動復(fù)位。如果不訪問 TAIV 寄存器，則不能自動復(fù)位，須用軟件清除；如果相應(yīng)的中斷允許位為零(不允許中斷)，則將不會產(chǎn)生中斷請求，但中斷標(biāo)志仍存在，這時須用軟件清除。第第5章章 MSP43027實例實例5.2 定時器定時器A定時定時1秒秒任務(wù)要求：利用定時器A產(chǎn)生設(shè)定的時間間隔中斷，在中斷服務(wù)程序中切換LED燈的亮滅，亮1s滅1s。分析說明：定時器A的時鐘源可以選擇為SMCLK、ACLK和外部引腳輸入（TACLK、INCLK），一般選擇為SMCLK和ACLK。ACLK為低頻晶振32

16、768Hz及1/2/4/8分頻，定時器A可以再對ACLK進(jìn)行1/2/4/8分頻，定時器A的時基最小為1/32768秒（約30us），最大為64分頻后即1.95ms，因此定時器A的定時范圍為2s（對應(yīng)時基30us）和128s（對應(yīng)時基1.95ms）。SMCLK可選擇XT2和內(nèi)部DCO作為時鐘源，若SMCLK選擇XT2（例如8MHz），則定時器A的時基最小為0.125us，最大為64分頻后即8us，因此定時器A的定時范圍為8.19ms（對應(yīng)時基0.125us）和524ms（對應(yīng)時基8ms）。第第5章章 MSP43028XT2OUTXT2INXT2OUTXT2INP2.5/ROSC/CA525P2.

17、4/CA1/TA224P2.3/CA0/TA123P2.2/CAOUT/TA0/CA422P2.1/TAINCLK/CA321P2.0/ACLK/CA220P1.2/TA114P1.1/TA013P1.0/TACLK/CAOUT12P1.3/TA215P1.4/SMCLK16P1.7/TA219P1.6/TA118P1.5/TA017P2.6/ADC12CLK/CA626P2.7/TA0/CA727P3.0/UCB0STE/UCA0CLK28P3.1/UCB0SIMO/UCB0SDA29P3.2/UCB0SOMI/UCB0SCL30P3.3/UCB0CLK/UCA0STE31P3.4/UCA0

18、TXD/UCA0SIMO32P3.5/UCA0RXD/UCA0SOMI33P3.6/UCA1TXD/UCA1SIMO34P3.7/UCA1RXD/UCA1SOMI35P4.5/TB541P4.4/TB440P4.3/TB339P4.2/TB238P4.1/TB137P4.0/TB036P4.6/TB642P4.7/TBCLK43AVCC64AVSS62P5.0/UCB1STE/UCA1CLK44P5.1/UCB1SIMO/UCB1SDA45P5.2/UCB1SOMI/UCB1SCL46P5.3/UCB1CLK/UCA1STE47P5.4/MCLK48P5.5/SMCLK49P5.6/ACLK5

19、0P5.7/TBOUTH/SVSOUT51P6.0/A059P6.1/A160P6.2/A261P6.3/A32P6.4/A43P6.5/A54P6.6/A65P6.7/A7/SVSIN6XT2OUT52XT2IN53RST/NMI58TCK57TDI/TCLK55TMS56VEREF+10VREF+7XIN8XOUT9TDO/TDI54VREF-/VEREF-11U1MSP430F249X132768HzX28MHzC122pFC222pFABCDD1LED-BLUER1300第第5章章 MSP43029#include void main(void) WDTCTL = WDTPW + WD

20、THOLD;/ 停止看門狗 P1DIR |= 0 x01; / P1.0輸出 CCTL0 = CCIE; / CCR0中斷允許 CCR0 = 32768; /定時時間間隔1s TACTL = TASSEL_1 + MC_1; / 定時器A時鐘源為ACLK,增計數(shù)模式 _BIS_SR(LPM0_bits + GIE); / LPM0模式，總中斷允許#pragma vector=TIMERA0_VECTOR_interrupt void Timer_A (void) /定時器A0中斷服務(wù)程序 P1OUT = 0 x01; / P1.0取反第第5章章 MSP43030實例實例5.3 定時器定時器A產(chǎn)

21、生產(chǎn)生4路周期信號路周期信號任務(wù)要求：利用定時器A產(chǎn)生4路周期信號，周期分別為4s、2s、1s和0.25s，四路周期信號分別從P1.0和 P1.1P1.4的A0A3輸出。分析說明：定時器A有3個捕獲比較寄存器CCR0、CCR1和CCR2。若設(shè)置定時器A工作在連續(xù)模式，利用3個比較器可以獲得3路不同的周期信號，再利用定時器溢出中斷可以再輸出1路周期信號。因此，定時器A可以很方便的產(chǎn)生4路時間間隔不同的周期信號。第第5章章 MSP43031MSP430F249單片機的程序運行主時鐘MCLK= DCO=1.1MHz。定時器A采用連續(xù)模式，定時器A的時鐘源為ACLK=32768Hz。時基單位為1/32

22、768秒，設(shè)置CCR0 = 32768，則定時時間間隔1s（周期2s）；CCR1 = 32768/2，則定時時間間隔0.5s（周期1s）；CCR2 = 32768/8，則定時時間間隔0.125s（周期0.25s）；定時器A溢出中斷，定時時間間隔2s（周期4s）。第第5章章 MSP43032實例實例5.4 定時器定時器A產(chǎn)生兩路產(chǎn)生兩路PWM信號信號 任務(wù)要求：利用定時器A產(chǎn)生占空比75%和15%的兩路PWM信號，周期均為20ms。分析說明：定時器A有多種信號輸出模式，其中輸出模式3和模式7用來產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號（PWM信號），在定時器A的增計數(shù)模式，用CCR0控制PWM信號的周期，CCR1、CC

23、R2控制占空比，可以得到兩路不同占空比的PWM信號。第第5章章 MSP43033MSP430F249單片機的程序運行主時鐘MCLK= DCO=1.1MHz。SMCLK = XT2=8MHz，定時器A時鐘源為SMCLK的8分頻（即1MHz），增計數(shù)模式。時基單位1us，CCR0 = 20000，則定時時間間隔20ms（即PWM 周期=20ms）。兩路PWM信號從P1.2(TA1)和P1.3(TA2)輸出，設(shè)置CCR1=20000*75%=15000，則TA1的PWM信號占空比為75%，設(shè)置CCR2=20000*15%=3000，則TA2的PWM信號占空比為15%。第第5章章 MSP43034實例

24、實例5.5 定時器定時器A精確測量輸入信號的周期精確測量輸入信號的周期 任務(wù)要求：利用定時器A精確測量某輸入信號的周期，周期范圍0999999us。分析說明：利用定時器A的脈沖捕獲功能可以精確地測量外部輸入信號的脈寬和周期。捕獲模式測量輸入信號的周期時，一般設(shè)置定時器A為連續(xù)模式，如果選定的引腳上出現(xiàn)設(shè)定的跳變沿（上升沿或者下降沿），那么定時器A的計數(shù)值被復(fù)制到TACCRx中，并且中斷標(biāo)志TACCIFGx置位。在捕獲中斷程序中讀取捕獲值，相鄰兩次捕獲值之差就是信號周期。由于事件（上升沿或者下降沿）發(fā)生的隨機性，注意在需要時使能溢出中斷，在溢出中斷中記錄溢出發(fā)生次數(shù)，周期=65536x溢出次數(shù)+

25、兩次捕獲值之差。第第5章章 MSP43035XT2OUTXT2INP40P41P42P43P44P45P46P47P50P51P52P53P40P41P42P43P44P45P46P47P50P51P52P53P54P55P54P55X132768HzX28MHzC120pFC220pFP2.5/ROSC/CA525P2.4/CA1/TA224P2.3/CA0/TA123P2.2/CAOUT/TA0/CA422P2.1/TAINCLK/CA321P2.0/ACLK/CA220P1.2/TA114P1.1/TA013P1.0/TACLK/CAOUT12P1.3/TA215P1.4/SMCLK16

26、P1.7/TA219P1.6/TA118P1.5/TA017P2.6/ADC12CLK/CA626P2.7/TA0/CA727P3.0/UCB0STE/UCA0CLK28P3.1/UCB0SIMO/UCB0SDA29P3.2/UCB0SOMI/UCB0SCL30P3.3/UCB0CLK/UCA0STE31P3.4/UCA0TXD/UCA0SIMO32P3.5/UCA0RXD/UCA0SOMI33P3.6/UCA1TXD/UCA1SIMO34P3.7/UCA1RXD/UCA1SOMI35P4.5/TB541P4.4/TB440P4.3/TB339P4.2/TB238P4.1/TB137P4.0/

27、TB036P4.6/TB642P4.7/TBCLK43AVCC64AVSS62P5.0/UCB1STE/UCA1CLK44P5.1/UCB1SIMO/UCB1SDA45P5.2/UCB1SOMI/UCB1SCL46P5.3/UCB1CLK/UCA1STE47P5.4/MCLK48P5.5/SMCLK49P5.6/ACLK50P5.7/TBOUTH/SVSOUT51P6.0/A059P6.1/A160P6.2/A261P6.3/A32P6.4/A43P6.5/A54P6.6/A65P6.7/A7/SVSIN6XT2OUT52XT2IN53RST/NMI58TCK57TDI/TCLK55TMS56

28、VEREF+10VREF+7XIN8XOUT9TDO/TDI54VREF-/VEREF-11U1MSP430F2497SEG-MPX6-CA-BLUEAMFM+-SIGNAL GENERATOR第第5章章 MSP43036MSP430F249單片機的程序運行主時鐘MCLK= DCO=1.1MHz。SMCLK = XT2=8MHz，定時器A時鐘源為SMCLK的8分頻（即1MHz），連續(xù)計數(shù)模式。定時器A使用捕獲模式測量信號周期時，可以讓主計數(shù)器TAR工作在連續(xù)計數(shù)模式。捕獲模塊設(shè)置TAx（x=02）管腳上升沿觸發(fā)，每次捕獲事件發(fā)生后，在捕獲中斷程序中讀取捕獲值，相鄰兩次捕獲值之差就是信號周期。對

29、于計數(shù)值溢出的情況，可以在溢出中斷程序中記錄溢出次數(shù)，擴展周期信號的測量范圍。第第5章章 MSP430375.3 定時器BMSP430F249單片機的定時器B是具有7個捕獲/比較寄存器的16位定時器/計數(shù)器。TB 可以支持捕獲/比較功能、PWM 輸出和定時器功能，TB 的捕獲比較寄存器是雙緩沖結(jié)構(gòu)，定時器B比定時器A使用更為靈活。定時器B與定時器A的大多數(shù)功能相同，它們的主要區(qū)別如下：定時器B的長度是可編程的，可編程為8，10，12，16位；定時器B的TBCCRx（x=06）寄存器是雙緩沖的，并可以成組工作；所有定時器B的輸出可以為高阻抗?fàn)顟B(tài)；SCCI位功能在定時器B中不存在。 第第5章章 MSP43038定時器 B 可以通過 CNTL0、CNTL1 位將它配置為 8，10，12 或 16 位定時器，相應(yīng)的最大計數(shù)數(shù)值分別為0FFh，03FFh，0FFFh和0FFFFh。在 8，10和 12位模式下，對 TBR 寫入數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)的高4