第09章事件管理器之一通用定時器

1、第第09講：講：F2812事件管理器（事件管理器（EVA/B）事件管理器概述事件管理器概述通用定時器通用定時器比較單元與比較單元與PWMPWM輸出輸出捕獲單元捕獲單元正交編碼脈沖單元（正交編碼脈沖單元（QEP)QEP)事件管理器的中斷問題事件管理器的中斷問題本章內容本章內容每個事件管理器皆由每個事件管理器皆由4個部分組成個部分組成通用定時器通用定時器比較單元與比較單元與PWMPWM電路電路捕獲單元捕獲單元正交編碼脈沖（正交編碼脈沖（QEP)QEP)電路電路1. 事件管理器概述事件管理器概述事件管理器模塊事件管理器模塊事件管理器事件管理器A事件管理器事件管理器B模塊模塊信號信號模塊模塊信號信號通

2、用定時器通用定時器通用定時器通用定時器1通用定時器通用定時器2 T1PWM/T1CMP T2PWM/T2CMP 通用定時器通用定時器3通用定時器通用定時器4 T3PWM/T3CMPT4PWM/T4CMP比較單元比較單元 比較器比較器1比較器比較器2比較器比較器3 PWM1/2 PWM3/4 PWM5/6 比較器比較器4比較器比較器5比較器比較器6PWM7/8PWM9/10 PWM11/12 捕獲單元捕獲單元 捕獲器捕獲器1捕獲器捕獲器2捕獲器捕獲器3CAP1CAP 2CAP3 捕獲器捕獲器4捕獲器捕獲器5捕獲器捕獲器6 CAP4 CAP5 CAP6正交編碼脈沖電正交編碼脈沖電路路 QEP QE

3、P QEP1 QEP2QEPI1QEP QEP4 QEP5 QEPI2EVA和和EVB模塊信號引腳模塊信號引腳 1. 事件管理器概述事件管理器概述事件管理器模塊事件管理器模塊事件管理器事件管理器A事件管理器事件管理器B模塊模塊信號信號模塊模塊信號信號外部定時器輸入外部定時器輸入定時器方向定時器方向外部時鐘外部時鐘TDIRATCLKINA定時器方向定時器方向外部時鐘外部時鐘TDIRBTCLKINB外部比較器輸出外部比較器輸出-觸發(fā)輸入觸發(fā)輸入比較器比較器C1TRIPC2TRIPC3TRIPC4TRIPC5TRIPC6TRIP外部定時器外部定時器-比較觸發(fā)輸入比較觸發(fā)輸入 T1CTRIP*T2CT

4、RIP T3CTRIP*T4CTRIP 功率模塊保護中功率模塊保護中斷輸入斷輸入 PDPINTA* PDPINTB* 外部外部ADC SOC觸發(fā)輸入觸發(fā)輸入 EVASOC EVBSOC EVA和和EVB模塊信號引腳模塊信號引腳 1. 事件管理器概述事件管理器概述事件管理器功能框圖事件管理器功能框圖 (EVA)(EVA)1. 事件管理器概述事件管理器概述2 2、通用定時器、通用定時器F2812F2812內有兩個事件管理器（內有兩個事件管理器（EVAEVA、EVBEVB），每），每個個EVEV包括兩個通用定時器。包括兩個通用定時器。EVAEVA：GP1GP1、GP2GP2；EVBEVB：GP3GP

5、3、GP4GP4； GP定時器模塊包含：定時器模塊包含：一個一個16位可讀位可讀/寫及增寫及增/減的定時器計數器減的定時器計數器TxCNT （x=1，2，3，4）。）。一個一個16位可讀位可讀/寫定時器比較寄存器（雙緩沖）寫定時器比較寄存器（雙緩沖）TxCMPR；一個一個16位可讀位可讀/寫定時器周期寄存器（雙緩沖）寫定時器周期寄存器（雙緩沖）TxPR；一個一個16位可讀位可讀/寫定時器控制寄存器寫定時器控制寄存器TxCON；一個通用定時器比較輸出引腳一個通用定時器比較輸出引腳TxCMP；用于內部和外部時鐘輸入的可編程定標器；用于內部和外部時鐘輸入的可編程定標器；控制和中斷邏輯，用于控制和中斷

6、邏輯，用于4個可屏蔽中斷個可屏蔽中斷 （上溢、下溢、比較和周期中斷）；（上溢、下溢、比較和周期中斷）；輸出邏輯。輸出邏輯。 見下圖見下圖2 2、通用定時器、通用定時器通用定時器通用定時器GPGP的功能框圖的功能框圖2 2、通用定時器、通用定時器和通用定時器1（T1）相關的寄存器：1. T1周期寄存器 T1PR (16位) 2. T1比較寄存器 T1CMPR (16位)3. T1計數寄存器 T1CNT (16位) 4. T1控制寄存器 T1CON (16位) 5. 全局定時器控制寄存器A GPTCONA (16位) 2 2、通用定時器、通用定時器nT1的輸入信號1. 來自于CPU的內部時鐘2.

7、外部時鐘輸入TCLKINA，最大頻率為器件自身時鐘的1/4，也就是1/4*150M3. TDIRA/B，用于定時器的增/減計數模式（或增或減）4. 復位信號RESETnT1的輸出信號1. 定時器的比較輸出T1PWM_T1CMP2. 送給ADC模塊的AD轉換啟動信號3. 下溢、上溢、比較匹配和周期匹配信號4. 計數方向指示2 2、通用定時器、通用定時器通用定時器的三個時鐘源：1 HSPCLK2 來自QEP單元3 外部管腳（TCLKINA或TCLKINB）設置方法：TxCON （比特15 比特0）的比特4和比特5兩位Bit 5 4 0 0 HSPCLK 0 1 外部TCLKIN管腳 1 0 保留

8、1 1 QEP2 2、通用定時器、通用定時器n計數寄存器計數寄存器 T1CNT為T1的計數器寄存器，其內容是隨著時鐘脈沖不斷增加或者減少的，每1個HSPCLK的脈沖，T1CNT的值增加1或者減少1。n周期寄存器周期寄存器 T1PR是定時器T1的周期寄存器，用于存放為T1設置的周期值。n比較寄存器比較寄存器 T1CMPR是定時器T1的比較寄存器，用于存放為T1設置的比較值。2 2、通用定時器、通用定時器比較寄存器和周期寄存器的功能比較寄存器和周期寄存器的功能 T1PR T1PR和和T1CMPRT1CMPR在一般情況下是在初始化的時候進在一般情況下是在初始化的時候進行賦值，然后就成為了一個參考標準

9、，行賦值，然后就成為了一個參考標準，CPUCPU會實時的會實時的將將T1CNTT1CNT的值和這兩個標準進行比較的值和這兩個標準進行比較: : 當當T1CNTT1CNT的值和的值和T1PRT1PR相等時，相等時，T1CNTT1CNT就會復位成就會復位成0 0重新開始計數或者逐漸減少直至重新開始計數或者逐漸減少直至0 0，完成，完成1 1個周期的計個周期的計數，然后再從數，然后再從0 0開始計數至開始計數至T1PRT1PR里面的數值，這樣循里面的數值，這樣循環(huán)下去。環(huán)下去。 當當T1CNTT1CNT的值和的值和T1CMPRT1CMPR的值相等時，就會產生一的值相等時，就會產生一些比較事件，例如些

10、比較事件，例如PWMPWM波形就是依靠這個原理來實現波形就是依靠這個原理來實現的。的。2 2、通用定時器、通用定時器陰影寄存器的作用 在程序執(zhí)行的過程當中（定時器正在計數的過程中），可以改變T1CMPR或者T1PR的值嗎？ 答案是肯定的，可以在一個周期的任何時刻向T1CMPR或者T1PR寫入新的數值，其功勞就要歸功于陰影寄存器。如上圖所示，假設我們要向T1CMPR寫入新的數值0 xXXXXh，首先將這個數值寫入T1CMPR的陰影寄存器，當T1CON中第3位TCLD1和第2位TCLD0所指定的特定事件發(fā)生時，陰影寄存器的數據就會被寫入T1CMPR的工作寄存器。2 2、通用定時器、通用定時器n定時

11、器1比較寄存器T1CMPR的裝載條件如下面的表格所示。如果TCLD1和TCLD0設置為1 0的話，新的數據就會立即被寫入T1CMPR，從而改變T1CMPR的值。定時器比較寄存器之裝載條件TCLD1 TCLD0（ T1CON中第3位TCLD1和第2位TCLD0） 0 0 當計數器當計數器T1CNT值為值為0 0 1 當計數器當計數器T1CNT值為值為0或者等于周期寄存器或者等于周期寄存器 1 0 立即載入立即載入 1 1 保留保留2 2、通用定時器、通用定時器2.1 2.1 通用定時器計數操作和計數模式通用定時器計數操作和計數模式T1T1計數模式選擇計數模式選擇TMODE1 TMODE0 (T1

12、CON.12 T1CON.11)TMODE1 TMODE0 (T1CON.12 T1CON.11) 0 0 0 0 停止停止/ /保持保持 0 1 0 1 連續(xù)增連續(xù)增/ /減模式減模式（先增后減）（先增后減） 1 0 1 0 連續(xù)增模式連續(xù)增模式（單增再清）（單增再清） 1 1 1 1 定向增定向增/ /減計數模式（減計數模式（directional directional up/down count mode up/down count mode） （或增或減）（或增或減）A. 停止停止/保持模式保持模式n停止/保持模式，就是定時器計數器T1CNT停止計數，保持現有的數值。 B. 連續(xù)增模

13、式（遞增再清）連續(xù)增模式（遞增再清）n如下圖所示，T1PR=2，T1CNT從0開始計數至2，等于周期寄存器值的值時，直接降為0，然后再從0開始計數至2，周而復始。n實際的計數周期為實際的計數周期為T1PR+1。 T1PR=2 固定不變B. TxPR的改變對遞增再清遞增再清計數模式的影響TxCON6 用于使能或禁止通用定時器； TxCON.32 只控制TxCMPR的裝載條件；而TxPR僅在一個周期完成后裝載（計數器溢出時）C. 定向的增或者減計數模式（或增或減）n定向的增或者減計數模式，這時候T1CNT進行增計數或者是減計數，取決于引腳TDIRA的電平：如果TDIRA為高電平，則T1CNT進行增

14、計數；如果TDIRA為低電平，則T1CNT進行減計數。n如果在計數過程中TDIRA電平發(fā)生了變化，那么必須在完成當前計數周期后的下一個CPU時鐘周期時，計數方向才發(fā)生改變。 D. 連續(xù)增/減模式（先增后減） 如下圖：T1PR=2，T1CNT從0開始計數至2，然后再從2逐漸減少至0，周而復始。 實際的計數周期為實際的計數周期為2*T1PR。 注：T1PR=2 固定不變 TxPR僅在一個周期完成后裝載（計數器溢出時）D. TxPR的改變對先增后減計數的影響注：改變T1PR的情形 TxCON6 用于使能或禁止通用定時器PWM簡介n脈寬調制，簡稱PWM(Pulse Width Modulation)是

15、利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中，簡單的描述就是一些如下圖所示的矩形脈沖波形，PWM波形最重要的三個參數是周期、頻率和占空比周期、頻率和占空比。 PWM周期：周期：T=t1+t2PWM頻率：頻率：F=1/TPWM占空比：占空比：D=t1/(t1+t2)=t1/T2.2 2.2 定時器的比較操作定時器的比較操作EV的比較機制能夠產生多路PWM功能。nEVA的兩個通用定時器能夠產生2路獨立的PWM波形T1PWM和T2PWM，n三個比較單元每一個都能產生一對互補的PWM波形（比較單元1產生PWM1和PWM2，比較單元2

16、產生PWM3和PWM4，比較單元3產生PWM5和PWM6）這樣，EVA一共能產生8路PWM波形。EVB和EVA一樣，同樣能夠產生8路PWM波形。通用定時器通用定時器GP的功能框圖的功能框圖（側重于比較器）（側重于比較器）如何使能定時器的比較操作？如何使能定時器的比較操作？l 和比較操作有關的寄存器：比較寄存器和比較操作有關的寄存器：比較寄存器TxCMPRTxCMPR、計數器寄、計數器寄存器存器TxCNTTxCNTl PWM PWM波形通過引腳波形通過引腳TxPWMTxPWM輸出輸出l TxCON.1(TECMPR) TxCON.1(TECMPR) 置置1 1使能、清使能、清0 0禁止比較操作。

17、禁止比較操作。如果比較操作如果比較操作使能，出現比較匹配后有下列操作：使能，出現比較匹配后有下列操作： 匹配匹配1 1個時鐘周期后，比較中斷標志位置位個時鐘周期后，比較中斷標志位置位 匹配匹配1 1個個Device ClockDevice Clock后，后，PWMPWM的輸出產生跳變的輸出產生跳變 若若GPTCONA/BGPTCONA/B啟動啟動A/DA/D轉換器，則比較中斷位置位的同時轉換器，則比較中斷位置位的同時產生產生A/DA/D轉換啟動信號轉換啟動信號 未被屏蔽時，將產生一個外設中斷請求未被屏蔽時，將產生一個外設中斷請求 首先介紹通用定時器產生的PWM波形。 T1和T2分別能夠產生1路

18、獨立的PWM，以T1為例： 當T1計數寄存器T1CNT的值和T1CMPR的值相等時，就會發(fā)生比較匹配事件，這時如果PWM的功能使能，則T1PWM引腳便可以輸出PWM波形。T1能夠產生兩種類型的PWM：n 一種是不對稱的PWM波形，n 另一種是對稱的PWM波形， 產生哪種類型的PWM波形取決于取決于T1CNT的計數方式的計數方式。 （1）當T1CNT的計數方式為連續(xù)增連續(xù)增計數時，T1PWM引腳輸出不對稱的不對稱的PWM波形波形。 當定時器T1的控制寄存器T1CON的TMODE1和TMODE0為10時，定時器T1工作于連續(xù)增模式。 當T1CNT的值計數到和T1CMPR的值相等時，發(fā)生比較匹配事件

19、。如果T1CON的第1位定時器比較使能比較使能為為TECMPR為為1，即定時器比較操作被使能，且GPTCONA的第6位比較輸出使能位比較輸出使能位TCMPOE為為1，同時GPTCONA下的T1PIN引腳輸出極性為高電平或者低電平的話，T1PWM就會輸出不對稱的PWM波形。 （1）當T1CNT的計數方式為連續(xù)增計數時，T1PWM引腳輸出不對稱的PWM波形。改變TxCMP對PWM波形的影響(遞增計數模式)匹配點匹配點匹配點匹配點（2）當T1CNT的計數方式為連續(xù)增/減計數時，T1PWM引腳輸出對稱的PWM波形。 當定時器T1的控制寄存器T1CON的TMODE1和TMODE0為01時，定時器T1工作

20、于連續(xù)增/減計數模式。當T1CNT的值計數到和T1CMPR的值相等時，發(fā)生比較匹配事件。如果T1CON的第1位定時器比較使能為TECMPR為1，即定時器比較操作被使能，且GPTCONA的第6位比較輸出使能位TCMPOE為1，同時GPTCONA下的T1PIN引腳輸出極性為高電平或者低電平的話，T1PWM就會輸出對稱的PWM波形。 2）當T1CNT的計數方式為連續(xù)增/減計數時，T1PWM引腳輸出對稱的PWM波形。00PR.reg00PR.reg改變改變TxCMPTxCMP對輸出波形的影響（先增后減）對輸出波形的影響（先增后減）匹配點匹配點匹配點匹配點有效有效/ /無效的時間計算無效的時間計算l 連

21、續(xù)遞增計數模式連續(xù)遞增計數模式( (單增）單增） 無效：從無效：從計數周期開始計數周期開始到第一次匹配到第一次匹配 有效：有效：(TxPR) +1(TxPR) +1 -(TxCMPR) -(TxCMPR) 個已個已定標的輸入時鐘定標的輸入時鐘 若若CMPRCMPR為為0 0，整個有效，若大于，整個有效，若大于PRPR，整個無效，整個無效l 連續(xù)增連續(xù)增/ /減計數模式（先增后減）減計數模式（先增后減） 有效：有效：(TxPR)-(TxCMPR)up+ (TxPR)-(TxCMPR)dn(TxPR)-(TxCMPR)up+ (TxPR)-(TxCMPR)dn若若(TxCMPR)up(TxCMPR

22、)up為為0 0，周期開始即有效；大于，周期開始即有效；大于PRPR時，不會產時，不會產生第一次跳變；生第一次跳變；輸出邏輯輸出邏輯l GPTCONA/B GPTCONA/B可設定可設定PWMPWM輸出為：輸出為：高電平有效、低電平有效、強制低、強制高高電平有效、低電平有效、強制低、強制高l 出現下列情況之一時，出現下列情況之一時，PWMPWM輸出被置成高阻狀態(tài)：輸出被置成高阻狀態(tài)： 軟件將軟件將GPTCONA/B6GPTCONA/B6清零清零 PDPINTxPDPINTx引腳被拉低而且沒有屏蔽引腳被拉低而且沒有屏蔽 任何一個復位信號發(fā)生任何一個復位信號發(fā)生 軟件將軟件將TxCON1TxCON

23、1清零清零 可通過下列操作產生可通過下列操作產生PWM波形：波形： 根據所需根據所需PWM（載波）周期設置（載波）周期設置TxPR； 設置設置TxCON以確定計數器模式和時鐘源，并啟動以確定計數器模式和時鐘源，并啟動PWM輸出操作；輸出操作； 根據計算出來的根據計算出來的PWM脈沖寬度（占空比）載入脈沖寬度（占空比）載入TxCMPR寄存器中。寄存器中。 當通用定時器復位時，會產生以下結果：當通用定時器復位時，會產生以下結果： 除除GPTCONA/B中的計數方向標識位被置為中的計數方向標識位被置為1外，其他相關位都復位為外，其他相關位都復位為0。因。因 此，所有通用定時器的操作都被禁止。此，所有

24、通用定時器的操作都被禁止。 所有定時器中斷標識位都復位為所有定時器中斷標識位都復位為0。 除了除了PDPINTx*，所有定時器中斷屏蔽位都復位為，所有定時器中斷屏蔽位都復位為0。即除了。即除了PDPINTx*，所有，所有 定時器中斷都被屏蔽。定時器中斷都被屏蔽。 定時器所有比較輸出都被置為高阻狀態(tài)。定時器所有比較輸出都被置為高阻狀態(tài)。GPTCONA0 x007400GP 控制寄存器控制寄存器AT1CNT0 x007401定時器定時器1計數寄存器計數寄存器T1CMPR0 x007402定時器定時器1比較寄存器比較寄存器T1PR0 x007403定時器定時器1周期寄存器周期寄存器T1CON0 x0

25、07404定時器定時器1控制寄存器控制寄存器T2CNT0 x007405定時器定時器2計數寄存器計數寄存器T2CMPR0 x007406定時器定時器2比較寄存器比較寄存器T2PR0 x007407定時器定時器2比較寄存器比較寄存器T2CON0 x007408定時器定時器2控制寄存器控制寄存器GPTCONB0 x007500GP 控制寄存器控制寄存器BT3CNT0 x007501定時器定時器3計數寄存器計數寄存器T3CMPR0 x007502定時器定時器3比較寄存器比較寄存器T3PR0 x007503定時器定時器3周期寄存器周期寄存器T3CON0 x007504寄存器寄存器3控制寄存器控制寄存器

26、T4CNT0 x007505定時器定時器4計數寄存器計數寄存器T4CMPR0 x007506定時器定時器4比較寄存器比較寄存器T4PR0 x007507定時器定時器4周期寄存器周期寄存器T4CON0 x007508定時器定時器4控制寄存器控制寄存器2.3 通用定時器的寄存器通用定時器的寄存器例題例題1 1 通用定時器工作在連續(xù)增減計數模式，使用內部的通用定時器工作在連續(xù)增減計數模式，使用內部的HSPCLKHSPCLK時鐘源，預定標系數設置為時鐘源，預定標系數設置為1 1（包括（包括HSPCLKHSPCLK和和TCLK)TCLK)，TxCNTTxCNT寄寄存器的變化以及比較寄存器的裝載值如下圖所示，畫出存器的變化以及比較寄存器的裝載值如下圖所示，畫出TxPWMTxPWM引腳輸出的波形。引腳輸出的波形。 例題例題2 采用通用定時器采用通用定時器1產生產生1KHz的非對稱的非對稱PWM波形用于波形用于模擬正弦信號，正弦信號的每個周期取模擬正弦信號，正弦信號的每個周期取250個點，系統時個點，系統時鐘（鐘（SYSCLKOUT）的頻率為）的頻率為150MHz，HISPCP等于等于1求求（1）正弦信號的頻率；）正弦信號的頻率； （2）若定時器時鐘的預定標系數為）若定時器時鐘的預定標系數為1，配置周期寄存器，配置周期寄存器T1PR的值；的值；（3）當占空比為）當占空比為0.4時，比較