第09章-事件管理器之一-通用定時(shí)器分析.ppt

1、第09講：F2812事件管理器（EVA/B）,事件管理器概述 通用定時(shí)器 比較單元與PWM輸出 捕獲單元 正交編碼脈沖單元（QEP) 事件管理器的中斷問題,本章內(nèi)容,每個(gè)事件管理器皆由4個(gè)部分組成 通用定時(shí)器 比較單元與PWM電路 捕獲單元 正交編碼脈沖（QEP)電路,1. 事件管理器概述,EVA和EVB模塊信號(hào)引腳,1. 事件管理器概述,EVA和EVB模塊信號(hào)引腳,1. 事件管理器概述,事件管理器功能框圖 (EVA),Capture Units,Output Logic,Output Logic,EV Control Registers / Logic,Reset,PIE,2,ADC Sta

2、rt,Data Bus,T1PWM_T1CMP,T2PWM_T2CMP,PWM1,PWM2,PWM3,PWM4,PWM5,PWM6,1. 事件管理器概述,2、通用定時(shí)器,F2812內(nèi)有兩個(gè)事件管理器（EVA、EVB），每個(gè)EV包括兩個(gè)通用定時(shí)器。 EVA：GP1、GP2； EVB：GP3、GP4；,GP定時(shí)器模塊包含： 一個(gè)16位可讀/寫及增/減的定時(shí)器計(jì)數(shù)器TxCNT （x=1，2，3，4）。 一個(gè)16位可讀/寫定時(shí)器比較寄存器（雙緩沖）TxCMPR； 一個(gè)16位可讀/寫定時(shí)器周期寄存器（雙緩沖）TxPR； 一個(gè)16位可讀/寫定時(shí)器控制寄存器TxCON； 一個(gè)通用定時(shí)器比較輸出引腳TxCMP

3、； 用于內(nèi)部和外部時(shí)鐘輸入的可編程定標(biāo)器； 控制和中斷邏輯，用于4個(gè)可屏蔽中斷 （上溢、下溢、比較和周期中斷）； 輸出邏輯。 見下圖,2、通用定時(shí)器,通用定時(shí)器GP的功能框圖,16 - Bit Timer Counter,TxCMPR . 15 - 0,GPTCONA,TxCNT . 15 - 0,Output Logic,TxPR . 15 - 0,External （1/4）,Internal (HSPCLK),TxPWM_TxCMP,Note: x = 1 or 2,QEP,2、通用定時(shí)器,和通用定時(shí)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

4、存器 T1CMPR (16位) 3. T1計(jì)數(shù)寄存器 T1CNT (16位) 4. T1控制寄存器 T1CON (16位) 5. 全局定時(shí)器控制寄存器A GPTCONA (16位),2、通用定時(shí)器,T1的輸入信號(hào) 1. 來自于CPU的內(nèi)部時(shí)鐘 2. 外部時(shí)鐘輸入TCLKINA，最大頻率為器件自身時(shí)鐘的1/4，也就是1/4*150M 3. TDIRA/B，用于定時(shí)器的增/減計(jì)數(shù)模式（或增或減） 4. 復(fù)位信號(hào)RESET T1的輸出信號(hào) 1. 定時(shí)器的比較輸出T1PWM_T1CMP 2. 送給ADC模塊的AD轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào) 3. 下溢、上溢、比較匹配和周期匹配信號(hào) 4. 計(jì)數(shù)方向指示,2、通用定時(shí)器

5、,通用定時(shí)器的三個(gè)時(shí)鐘源： 1 HSPCLK 2 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 1 1 QEP,2、通用定時(shí)器,計(jì)數(shù)寄存器 T1CNT為T1的計(jì)數(shù)器寄存器，其內(nèi)容是隨著時(shí)鐘脈沖不斷增加或者減少的，每1個(gè)HSPCLK的脈沖，T1CNT的值增加1或者減少1。 周期寄存器 T1PR是定時(shí)器T1的周期寄存器，用于存放為T1設(shè)置的周期值。 比較寄存器 T1CMPR是定時(shí)器T1的比較寄存器，用于存放為T1設(shè)置的比較值。,2、通

6、用定時(shí)器,比較寄存器和周期寄存器的功能,T1PR和T1CMPR在一般情況下是在初始化的時(shí)候進(jìn)行賦值，然后就成為了一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)，CPU會(huì)實(shí)時(shí)的將T1CNT的值和這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較: 當(dāng)T1CNT的值和T1PR相等時(shí)，T1CNT就會(huì)復(fù)位成0重新開始計(jì)數(shù)或者逐漸減少直至0，完成1個(gè)周期的計(jì)數(shù)，然后再?gòu)?開始計(jì)數(shù)至T1PR里面的數(shù)值，這樣循環(huán)下去。 當(dāng)T1CNT的值和T1CMPR的值相等時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一些比較事件，例如PWM波形就是依靠這個(gè)原理來實(shí)現(xiàn)的。,2、通用定時(shí)器,陰影寄存器的作用,在程序執(zhí)行的過程當(dāng)中（定時(shí)器正在計(jì)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(gè)周

7、期的任何時(shí)刻向T1CMPR或者T1PR寫入新的數(shù)值，其功勞就要?dú)w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(gè)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(shí)，陰影寄存器的數(shù)據(jù)就會(huì)被寫入T1CMPR的工作寄存器。,2、通用定時(shí)器,定時(shí)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(huì)立即被寫入T1CMPR，從而改變T1CMPR的值。 定時(shí)器比較寄存器之裝載條件 TCLD1 TCLD0（ T1CON中第3位TCLD1和第2位TCLD0）

8、 0 0 當(dāng)計(jì)數(shù)器T1CNT值為0 0 1 當(dāng)計(jì)數(shù)器T1CNT值為0或者等于周期寄存器 1 0 立即載入 1 1 保留,2、通用定時(shí)器,2.1 通用定時(shí)器計(jì)數(shù)操作和計(jì)數(shù)模式,T1計(jì)數(shù)模式選擇 TMODE1 TMODE0 (T1CON.12 T1CON.11) 0 0 停止/保持 0 1 連續(xù)增/減模式（先增后減） 1 0 連續(xù)增模式（單增再清） 1 1 定向增/減計(jì)數(shù)模式（directional up/down count mode） （或增或減）,A. 停止/保持模式,停止/保持模式，就是定時(shí)器計(jì)數(shù)器T1CNT停止計(jì)數(shù)，保持現(xiàn)有的數(shù)值。,B. 連續(xù)增模式（遞增再清）,如下圖所示，T1PR=2

9、，T1CNT從0開始計(jì)數(shù)至2，等于周期寄存器值的值時(shí)，直接降為0，然后再?gòu)?開始計(jì)數(shù)至2，周而復(fù)始。 實(shí)際的計(jì)數(shù)周期為T1PR+1。,T1PR=2 固定不變,B. TxPR的改變對(duì)遞增再清計(jì)數(shù)模式的影響,TxCON6 用于使能或禁止通用定時(shí)器； TxCON.32 只控制TxCMPR的裝載條件； 而TxPR僅在一個(gè)周期完成后裝載（計(jì)數(shù)器溢出時(shí)）,C. 定向的增或者減計(jì)數(shù)模式（或增或減）,定向的增或者減計(jì)數(shù)模式，這時(shí)候T1CNT進(jìn)行增計(jì)數(shù)或者是減計(jì)數(shù)，取決于引腳TDIRA的電平：如果TDIRA為高電平，則T1CNT進(jìn)行增計(jì)數(shù)；如果TDIRA為低電平，則T1CNT進(jìn)行減計(jì)數(shù)。 如果在計(jì)數(shù)過程中TDI

10、RA電平發(fā)生了變化，那么必須在完成當(dāng)前計(jì)數(shù)周期后的下一個(gè)CPU時(shí)鐘周期時(shí)，計(jì)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(jì)數(shù)至2，然后再?gòu)?逐漸減少至0，周而復(fù)始。 實(shí)際的計(jì)數(shù)周期為2*T1PR。,注：T1PR=2 固定不變 TxPR僅在一個(gè)周期完成后裝載（計(jì)數(shù)器溢出時(shí)）,D. TxPR的改變對(duì)先增后減計(jì)數(shù)的影響,注：改變T1PR的情形 TxCON6 用于使能或禁止通用定時(shí)器,PWM簡(jiǎn)介,脈寬調(diào)制，簡(jiǎn)稱PWM(Pulse Width Modulation)是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)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(cè)量、通信到

11、功率控制與變換的許多領(lǐng)域中，簡(jiǎn)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(gè)參數(shù)是周期、頻率和占空比。,PWM周期：T=t1+t2 PWM頻率：F=1/T PWM占空比：D=t1/(t1+t2)=t1/T,2.2 定時(shí)器的比較操作,EV的比較機(jī)制能夠產(chǎn)生多路PWM功能。 EVA的兩個(gè)通用定時(shí)器能夠產(chǎn)生2路獨(dú)立的PWM波形T1PWM和T2PWM， 三個(gè)比較單元每一個(gè)都能產(chǎn)生一對(duì)互補(bǔ)的PWM波形（比較單元1產(chǎn)生PWM1和PWM2，比較單元2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

12、波形。,通用定時(shí)器GP的功能框圖 （側(cè)重于比較器）,如何使能定時(shí)器的比較操作？,和比較操作有關(guān)的寄存器：比較寄存器TxCMPR、計(jì)數(shù)器寄存器TxCNT PWM波形通過引腳TxPWM輸出 TxCON.1(TECMPR) 置1使能、清0禁止比較操作。 如果比較操作使能，出現(xiàn)比較匹配后有下列操作： 匹配1個(gè)時(shí)鐘周期后，比較中斷標(biāo)志位置位 匹配1個(gè)Device Clock后，PWM的輸出產(chǎn)生跳變 若GPTCONA/B啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器，則比較中斷位置位的同時(shí)產(chǎn)生A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào) 未被屏蔽時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)外設(shè)中斷請(qǐng)求,首先介紹通用定時(shí)器產(chǎn)生的PWM波形。 T1和T2分別能夠產(chǎn)生1路獨(dú)立的PWM，以T1為例

13、： 當(dāng)T1計(jì)數(shù)寄存器T1CNT的值和T1CMPR的值相等時(shí)，就會(huì)發(fā)生比較匹配事件，這時(shí)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： 一種是不對(duì)稱的PWM波形， 另一種是對(duì)稱的PWM波形， 產(chǎn)生哪種類型的PWM波形取決于T1CNT的計(jì)數(shù)方式。,（1）當(dāng)T1CNT的計(jì)數(shù)方式為連續(xù)增計(jì)數(shù)時(shí)，T1PWM引腳輸出不對(duì)稱的PWM波形。 當(dāng)定時(shí)器T1的控制寄存器T1CON的TMODE1和TMODE0為10時(shí)，定時(shí)器T1工作于連續(xù)增模式。 當(dāng)T1CNT的值計(jì)數(shù)到和T1CMPR的值相等時(shí)，發(fā)生比較匹配事件。如果T1CON的第1位定時(shí)器比較使能為TECMPR為1，即定

14、時(shí)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(shí)GPTCONA下的T1PIN引腳輸出極性為高電平或者低電平的話，T1PWM就會(huì)輸出不對(duì)稱的PWM波形。,（1）當(dāng)T1CNT的計(jì)數(shù)方式為連續(xù)增計(jì)數(shù)時(shí)，T1PWM引腳輸出不對(duì)稱的PWM波形。,改變TxCMP對(duì)PWM波形的影響(遞增計(jì)數(shù)模式),This example: TxCON.3-2 = 00 ( TxCNT = TxPR時(shí) TxCMPR重載) TxPR = 3（保持不變） TxCMPR = 1 (initially) Prescale = 1,0,3,0,1,2,3,1,CPUCLK,TxCNT Reg.,3,0

15、,CPU writes a 2 to compare reg. buffer anytime here,TxCMPR=2,TxPWM/TxCMP (active high),(Used for Asymmetric PWM Waveforms),TxCMPR=1,TxCMPR=1,匹配點(diǎn),匹配點(diǎn),匹配點(diǎn),匹配點(diǎn),（2）當(dāng)T1CNT的計(jì)數(shù)方式為連續(xù)增/減計(jì)數(shù)時(shí)，T1PWM引腳輸出對(duì)稱的PWM波形。 當(dāng)定時(shí)器T1的控制寄存器T1CON的TMODE1和TMODE0為01時(shí)，定時(shí)器T1工作于連續(xù)增/減計(jì)數(shù)模式。當(dāng)T1CNT的值計(jì)數(shù)到和T1CMPR的值相等時(shí)，發(fā)生比較匹配事件。如果T1CON的第1位定時(shí)

16、器比較使能為TECMPR為1，即定時(shí)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(shí)GPTCONA下的T1PIN引腳輸出極性為高電平或者低電平的話，T1PWM就會(huì)輸出對(duì)稱的PWM波形。,2）當(dāng)T1CNT的計(jì)數(shù)方式為連續(xù)增/減計(jì)數(shù)時(shí)，T1PWM引腳輸出對(duì)稱的PWM波形。,CPUCLK,0,1,2,3,TxCNT Reg.,2,1,0,1,2,0,3,2,1,TxPWM/TxCMP (active high),This example: TxCON.3-2 = 01 ( when TxCNT = 00 or PR.reg) TxPR = 3 (保持不變） TxCMPR

17、 = 1 (initially) Prescale = 1,(Used for Symmetric PWM Waveforms),00,PR.reg,00,PR.reg,改變TxCMP對(duì)輸出波形的影響（先增后減）,匹配點(diǎn),匹配點(diǎn),匹配點(diǎn),匹配點(diǎn),有效/無(wú)效的時(shí)間計(jì)算,連續(xù)遞增計(jì)數(shù)模式(單增） 無(wú)效：從計(jì)數(shù)周期開始到第一次匹配 有效：(TxPR) +1 -(TxCMPR) 個(gè)已定標(biāo)的輸入時(shí)鐘 若CMPR為0，整個(gè)有效，若大于PR，整個(gè)無(wú)效 連續(xù)增/減計(jì)數(shù)模式（先增后減） 有效：(TxPR)-(TxCMPR)up+ (TxPR)-(TxCMPR)dn 若(TxCMPR)up為0，周期開始即有效；大

18、于PR時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生第一次跳變；,輸出邏輯,GPTCONA/B可設(shè)定PWM輸出為： 高電平有效、低電平有效、強(qiáng)制低、強(qiáng)制高 出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，PWM輸出被置成高阻狀態(tài)： 軟件將GPTCONA/B6清零 PDPINTx引腳被拉低而且沒有屏蔽 任何一個(gè)復(fù)位信號(hào)發(fā)生 軟件將TxCON1清零, 可通過下列操作產(chǎn)生PWM波形： 根據(jù)所需PWM（載波）周期設(shè)置TxPR； 設(shè)置TxCON以確定計(jì)數(shù)器模式和時(shí)鐘源，并啟動(dòng)PWM輸出操作； 根據(jù)計(jì)算出來的PWM脈沖寬度（占空比）載入TxCMPR寄存器中。 當(dāng)通用定時(shí)器復(fù)位時(shí)，會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)果： 除GPTCONA/B中的計(jì)數(shù)方向標(biāo)識(shí)位被置為1外，其他相關(guān)位都復(fù)位為0。因 此，所有通用定時(shí)器的操作都被禁止。 所有定時(shí)器中斷標(biāo)識(shí)位都復(fù)位為0。 除了PDPINTx*，所有定時(shí)器中斷屏蔽位都復(fù)位為0。即除了PDPINTx*，所有 定時(shí)器中斷都被屏蔽。 定時(shí)器所有比較輸出都被置為高阻狀態(tài)。,EXTCONA 0 x007409 / EXTCONB 0 x007509 ;外部控制寄存器,2.3 通用定時(shí)器的寄存器,例題1 通用定時(shí)器工作在連續(xù)增減計(jì)數(shù)模式，使用內(nèi)部的HSPCLK時(shí)鐘源，預(yù)定標(biāo)系數(shù)設(shè)置為1（包括HSPCLK和TCLK)，TxCNT寄存器的變化以及比較寄存器的裝載值