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(nèi)容本章內(nèi)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(hù)中功率模塊保護(hù)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(nèi)有兩個事件管理器（內(nèi)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(shù)器減的定時器計數(shù)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(nèi)部和外部時鐘輸入的可編程定標(biāo)器；用于內(nèi)部和外部時鐘輸入的可編程定標(biāo)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(guān)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(shù)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(nèi)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(shù)模式（或增或減）4. 復(fù)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(zhuǎn)換啟動信號3. 下溢、上溢、比較匹配和周期匹配信號4. 計數(shù)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(shè)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(shù)寄存器計數(shù)寄存器 T1CNT為T1的計數(shù)器寄存器，其內(nèi)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(shè)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(shè)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(jìn)在一般情況下是在初始化的時候進(jìn)行賦值，然后就成為了一個參考標(biāo)準(zhǔn)

9、，行賦值，然后就成為了一個參考標(biāo)準(zhǔn)，CPUCPU會實時的會實時的將將T1CNTT1CNT的值和這兩個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較的值和這兩個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較: : 當(dāng)當(dāng)T1CNTT1CNT的值和的值和T1PRT1PR相等時，相等時，T1CNTT1CNT就會復(fù)位成就會復(fù)位成0 0重新開始計數(shù)或者逐漸減少直至重新開始計數(shù)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(shù)，然后再從數(shù)，然后再從0 0開始計數(shù)至開始計數(shù)至T1PRT1PR里面的數(shù)值，這樣循里面的數(shù)值，這樣循環(huán)下去。環(huán)下去。 當(dāng)當(dāng)T1CNTT1CNT的值和的值和T1CMPRT1CMPR的值相等時，就會產(chǎn)生一的值相等時，就會產(chǎn)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(xiàn)波形就是依靠這個原理來實現(xiàn)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(dāng)中（定時器正在計數(shù)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(shù)值，其功勞就要歸功于陰影寄存器。如上圖所示，假設(shè)我們要向T1CMPR寫入新的數(shù)值0 xXXXXh，首先將這個數(shù)值寫入T1CMPR的陰影寄存器，當(dāng)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(shù)據(jù)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(shè)置為1 0的話，新的數(shù)據(jù)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(dāng)計數(shù)器當(dāng)計數(shù)器T1CNT值為值為0 0 1 當(dāng)計數(shù)器當(dāng)計數(shù)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(shù)操作和計數(shù)模式通用定時器計數(shù)操作和計數(shù)模式T1T1計數(shù)模式選擇計數(shù)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(shù)模式（減計數(shù)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(shù)器T1CNT停止計數(shù)，保持現(xiàn)有的數(shù)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(shù)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(shù)至2，周而復(fù)始。n實際的計數(shù)周期為實際的計數(shù)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(shù)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(shù)器溢出時）C. 定向的增或者減計數(shù)模式（或增或減）n定向的增或者減計數(shù)模式，這時候T1CNT進(jìn)行增計數(shù)或者是減計數(shù)，取決于引腳TDIRA的電平：如果TDIRA為高電平，則T1CNT進(jìn)行增

14、計數(shù)；如果TDIRA為低電平，則T1CNT進(jìn)行減計數(shù)。n如果在計數(shù)過程中TDIRA電平發(fā)生了變化，那么必須在完成當(dāng)前計數(shù)周期后的下一個CPU時鐘周期時，計數(shù)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(shù)至2，然后再從2逐漸減少至0，周而復(fù)始。 實際的計數(shù)周期為實際的計數(shù)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(shù)器溢出時）D. TxPR的改變對先增后減計數(shù)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(diào)制，簡稱PWM(Pulse Width Modulation)是

15、利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)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(shù)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(chǎn)生多路PWM功能。nEVA的兩個通用定時器能夠產(chǎn)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(chǎn)生一對互補的PWM波形（比較單元1產(chǎn)生PWM1和PWM2，比較單元2

16、產(chǎn)生PWM3和PWM4，比較單元3產(chǎn)生PWM5和PWM6）這樣，EVA一共能產(chǎn)生8路PWM波形。EVB和EVA一樣，同樣能夠產(chǎn)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(cè)重于比較器）（側(cè)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(guān)的寄存器：比較寄存器和比較操作有關(guān)的寄存器：比較寄存器TxCMPRTxCMPR、計數(shù)器寄、計數(shù)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(xiàn)比較匹配后有下列操作：使能，出現(xiàn)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(biāo)志位置位個時鐘周期后，比較中斷標(biāo)志位置位 匹配匹配1 1個個Device ClockDevice Clock后，后，PWMPWM的輸出產(chǎn)生跳變的輸出產(chǎn)生跳變 若若GPTCONA/BGPTCONA/B啟動啟動A/DA/D轉(zhuǎn)換器，則比較中斷位置位的同時轉(zhuǎn)換器，則比較中斷位置位的同時產(chǎn)生產(chǎn)生A/DA/D轉(zhuǎn)換啟動信號轉(zhuǎn)換啟動信號 未被屏蔽時，將產(chǎn)生一個外設(shè)中斷請求未被屏蔽時，將產(chǎn)生一個外設(shè)中斷請求 首先介紹通用定時器產(chǎn)生的PWM波形。 T1和T2分別能夠產(chǎn)生1路

18、獨立的PWM，以T1為例： 當(dāng)T1計數(shù)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(chǎn)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(chǎn)生哪種類型的PWM波形取決于取決于T1CNT的計數(shù)方式的計數(shù)方式。 （1）當(dāng)T1CNT的計數(shù)方式為連續(xù)增連續(xù)增計數(shù)時，T1PWM引腳輸出不對稱的不對稱的PWM波形波形。 當(dāng)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(dāng)T1CNT的值計數(shù)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(dāng)T1CNT的計數(shù)方式為連續(xù)增計數(shù)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(shù)模式)匹配點匹配點匹配點匹配點（2）當(dāng)T1CNT的計數(shù)方式為連續(xù)增/減計數(shù)時，T1PWM引腳輸出對稱的PWM波形。 當(dāng)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(shù)模式。當(dāng)T1CNT的值計數(shù)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(dāng)T1CNT的計數(shù)方式為連續(xù)增/減計數(shù)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(shù)模式連續(xù)遞增計數(shù)模式( (單增）單增） 無效：從無效：從計數(shù)周期開始計數(shù)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(biāo)的輸入時鐘定標(biāo)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(shù)模式（先增后減）減計數(shù)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(chǎn)時，不會產(chǎn)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(shè)定可設(shè)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(xiàn)下列情況之一時，出現(xiàn)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(fù)位信號發(fā)生任何一個復(fù)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(chǎn)生可通過下列操作產(chǎn)生PWM波形：波形： 根據(jù)所需根據(jù)所需PWM（載波）周期設(shè)置（載波）周期設(shè)置TxPR； 設(shè)置設(shè)置TxCON以確定計數(shù)器模式和時鐘源，并啟動以確定計數(shù)器模式和時鐘源，并啟動PWM輸出操作；輸出操作； 根據(jù)計算出來的根據(jù)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(dāng)通用定時器復(fù)位時，會產(chǎn)生以下結(jié)果：當(dāng)通用定時器復(fù)位時，會產(chǎn)生以下結(jié)果： 除除GPTCONA/B中的計數(shù)方向標(biāo)識位被置為中的計數(shù)方向標(biāo)識位被置為1外，其他相關(guān)位都復(fù)位為外，其他相關(guān)位都復(fù)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(biāo)識位都復(fù)位為所有定時器中斷標(biāo)識位都復(fù)位為0。 除了除了PDPINTx*，所有定時器中斷屏蔽位都復(fù)位為，所有定時器中斷屏蔽位都復(fù)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(shù)寄存器計數(shù)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(shù)寄存器計數(shù)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(shù)寄存器計數(shù)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(shù)寄存器計數(shù)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(shù)模式，使用內(nèi)部的通用定時器工作在連續(xù)增減計數(shù)模式，使用內(nèi)部的HSPCLKHSPCLK時鐘源，預(yù)定標(biāo)系數(shù)設(shè)置為時鐘源，預(yù)定標(biāo)系數(shù)設(shè)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(chǎn)生產(chǎn)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(tǒng)時個點，系統(tǒng)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(yù)定標(biāo)系數(shù)為）若定時器時鐘的預(yù)定標(biāo)系數(shù)為1，配置周期寄存器，配置周期寄存器T1PR的值；的值；（3）當(dāng)占空比為）當(dāng)占空比為0.4時，比較