第6讲_定时器、PWM

6,LECTURE,定时器、PWM,陈子为,捕获外部信号,用于对内部事件进行计数的间隔定时器，或者产生系统节拍,匹配输出,LPC2000系列“微控制器”具有两个功能强大的定时器，它们具有以下特性：具有32位可编程预分频器；多达4路捕获通道，可设置被捕获信号的特征；4个32位匹配寄存器，可设置匹配发生后的动作；4个对应于匹配寄存器的外部输出，可设置匹配输出的信号特征。,1定时器0/1,定时器原理方框图,定时器引脚描述,多个引脚作为捕获功能时，对输入信号相或处理,如果输入信号满足设定的要求，将触发捕获动作,定时器引脚描述,当定时器值等于预设的匹配值时，从引脚输出特定的信号,寄存器描述,LPC2000微控制器中与定时器相关的寄存器数量较多，但可以分为三类：基本功能相关寄存器；匹配功能相关寄存器；捕获功能相关寄存器；,寄存器描述,基本功能寄存器,寄存器描述,基本功能寄存器,TxPR,TxPR寄存器为32为寄存器，该寄存器指定了预分频计数器的最大值。,寄存器描述,基本功能寄存器,TxPR,TxPC,TxPC寄存器为32为寄存器。预分频计数器每个pclk周期加1。当其到达预分频寄存器中保存的值时，定时器计数器加1，预分频计数器在下个pclk周期复位。这样，当PR=0时，定时器计数器每个pclk周期加1，当PR=1时，定时器计数器每2个pclk周期加1。,寄存器描述,基本功能寄存器,TxPR,定时器控制寄存器TCR用于控制定时器计数器的操作。,TxTCR,寄存器描述,基本功能寄存器,TxPR,当预分频计数器到达计数的上限时，定时器计数器寄存器（TxTC）加1。TC从0 x00000000计数一直到0 xFFFFFFFF，然后翻转至0，除非中途被复位。计数值翻转不会引起中断。,TxTC,寄存器描述,基本功能寄存器,TxPR,中断寄存器包含4个位用于匹配中断，另外4个位用于捕获中断。如果有中断产生，IR中的对应位会置位。向对应的IR位写入1会复位中断，写入0无效。,TxIR,寄存器描述,匹配功能寄存器,寄存器描述,匹配功能寄存器,MCR,匹配控制寄存器用于控制在发生匹配时所执行的操作。,寄存器描述,匹配功能寄存器,匹配寄存器(MR0MR3)值与定时器计数值相比较，当两个值相等时自动触发在MCR寄存器中设置的动作。,MR0MR3,寄存器描述,匹配功能寄存器,外部匹配寄存器提供外部匹配管脚MATn.0MATn.3(n为0或1)的控制和状态。,EMR,寄存器描述,匹配功能寄存器,EMR,寄存器描述,捕获功能寄存器,寄存器描述,捕获功能寄存器,CCR,特殊：LPC2103的定时器,两个32位定时器：定时器0和定时器1两个16位定时器：定时器2和定时器3可对捕获输入引脚(CAPx.0CAPx.2)边沿计数定时器匹配输出可配置为PWM输出功能定时器0有3个捕获输入和3个匹配输出管脚定时器1有4个捕获输入，有4个匹配输出管脚定时器2有3个捕获输入和3个匹配输出管脚定时器3没有捕获输入，有4个匹配输出管脚对于LPC2103的定时器，可多达4个匹配寄存器可配置为PWM，允许使用多达3个匹配输出作为单边沿控制的PWM输出,LPC2103的定时器特有的寄存器,（1）计数控制寄存器TxCTCR（x=0,1,2,3）计数控制寄存器用来选择定时模式还是计数模式，同时在计数模式下，用来选择引脚和选择边沿计数（上升沿还是下降沿）,（2）PWM控制寄存器PWMxCON（x=03）PWM控制寄存器用来控制配置匹配输出为PWM输出。每个匹配输出可独立的设置为PWM输出。对于每个定时器，最多可选择3个单边沿PWM输出在MATn.2:0引脚上。另外一个匹配寄存器用来决定PWM输出的周期，当其它任何一个匹配寄存器发生匹配时，PWM输出将会置为高电平。,使用定时器的注意要点,定时计数器(TC)本身不能产生中断，只有与匹配寄存器发生匹配后才能引起中断事件；在定时器匹配发生后，可以不停止定时器工作，而动态修改匹配寄存器的值；定时器使用匹配功能的同时，还可以使用捕获功能，而不必分时使用；定时器定时时间=MR(PR+1)/Fpclk,定时器操作示例,定时器设置为匹配时复位计数器并产生中断。预分频设置为2，匹配寄存器设置为6。在发生匹配的定时器周期结束时，定时器计数值复位。这样就使匹配值具有完整长度的周期。,PR=2,MRx=6,匹配时使能中断和复位,预分频计数器计数频率为PCLK,定时器计数器计数频率为PCLK/3,最后一个周期复位定时器计数器,产生匹配中断,定时器操作示例,操作流程,定时器操作示例,定时器0初始化,VoidTime0Init(void)T0TC=0;T0PR=0;T0MCR=0 x03;T0MR0=Fpclk/10;T0TCR=0 x01;,C代码：,定时器操作示例,用定时器测量脉冲宽度,.T0TC=0;T0PR=0;while(IO0PIN.,C代码：,P0.0,定时器操作示例,匹配输出,VoidMATOut(void)PINSEL0=0 x00000800;T0TC=0;T0PR=0;T0MCR=0 x02;T0EMR=0 xC0;T0MR1=5000;T0TCR=0 x01;,C代码：,将引脚P0.5设置为输出50%的方波，程序设置了MR1匹配后复位定时器，并且MAT0.1输出电平翻转。,定时器操作示例,定时器捕获,VoidTimeCAP(void)PINSEL0=0 x20;T0PR=0;T0CCR=0 x02;T0TC=0;T0TCR=0 x01;,C代码：,示例使用定时器对P0.2引脚的信号进行捕获，并设置为下降沿捕获。当有捕获事件产生时自动把定时器的当前值装载到T0CR0寄存器中。,#includeconfig.h/*函数名称：Timer1Init*函数功能：定时器1初始化*输入参数：无*输出参数：无*/voidTimer1Init(void)T1TCR=0 x02;/*定时器0复位*/T1PR=0;/*不设时钟分频*/PWM1CON=0 x0C;/*使能PWM输出*/T1MCR=0 x02;/*设置T0MR0匹配后复位T0TC*/T1MR0=Fpclk/2000;/*设置PWM输出的周期*/T1MR2=(Fpclk/2000)/2;/*设置PWM1.2输出占空比为50*/T1MR3=(Fpclk/2000)/4)*3;/*设置PWM1.3输出占空比为25*/T1TCR=0 x01;/*启动定时器0*/,P0.19输出的波形占空比为50，P0.20输出的占空比为25。,定时器操作示例,定时器PWM输出,/*函数名称：main*函数功能：定时器1PWM输出*输入参数：无*输出参数：无*/intmain(void)PINSEL1=(PINSEL1,结果观察：用示波器观察P0.19与P0.20脚的波形，或者用逻辑分析仪LA1024在PC机上观察P0.19与P0.20脚的波形,2脉宽调制器PWM,特性,LPC2000系列微控制器的脉宽调制器建立在独立的32位标准定时器之上，具有如下特性：带可编程32位预分频的32位定时器/计数器；7个匹配寄存器，可实现6个单边沿控制或3个双边沿控制PWM输出，或两者的混合输出；脉冲周期和宽度可以是任何的定时器计数值；匹配寄存器更新与脉冲输出同步，防止产生错误脉冲。,注意：LPC2103无PWM模块，其PWM功能是通过定时器完成的。,PWM简介,LPC2000的PWM基于标准的定时器模块，具有定时器的所有特性，它是定时器功能中匹配事件的功能扩展。使用PWM功能，可以在指定引脚输出需要的波形。输出波形可分为两类：单边沿输出；双边沿输出。,使用两个匹配寄存器就可以实现单边沿控制的PWM输出。其中一个匹配寄存器（PWMMR0）控制PWM周期，另一个匹配寄存器控制PWM边沿的位置，即占空比。PWMMR0是所有PWM输出共用的，所以每增加一路PWM输出，实际上只要增加一个控制占空比的匹配寄存器。当PWMMR0发生匹配时，输出都会变成高电平。,单边沿输出,PWMMR0控制PWM周期,不同占空比的单边沿控制PWM输出,所有单边沿输出在周期开始时都为高电平，并在匹配发生前一直保持高电平,实现双边沿输出需要3个匹配寄存器进行控制。其中PWMMR0用于控制PWM周期，其它两个匹配寄存器分别控制PWM输出的前沿和后沿的位置。与单边沿输出一样，PWMMR0是所有输出共用的，所以每增加一路双边沿输出，需要增加两个匹配控制寄存器。,双边沿输出,双边沿控制PWM输出正负脉冲,PWMMR0控制PWM周期,PWM简介,PWM输出触发关系,举例说明：使用PWM通道5输出时。如果为单边沿输出，那么匹配0事件置位输出引脚，匹配5事件复位输出引脚。如果为双边沿输出，那么匹配4事件置位输出引脚，匹配5事件复位输出引脚。,PWM引脚描述,PWM寄存器描述,PWM模块的控制寄存器数量较多，但是因为它是建立在标准定时器的基础上，所以一部分寄存器功能与定时器功能类似。所有寄存器大致可以分为两类：基本功能寄存器匹配控制寄存器,PWM寄存器描述,基本功能寄存器,大部分寄存器的功能与定时器部件相同，所以仅介绍与之不同的地方,PWM定时器控制寄存器TCR用于控制定时器计数器的操作。,PWMTCR,PWM寄存器描述,基本功能寄存器,寄存器描述,基本功能寄存器,中断寄存器包含11个位。其中7个位用于匹配中断，其它的位保留。中断发生时，对应位将被置1。向对应的IR位写入1会复位中断，写入0无效。,PWMIR,PWM寄存器描述,匹配功能寄存器,PWM寄存器描述,匹配功能寄存器,PWMMCR,PWM寄存器描述,匹配功能寄存器,PWMMRx,PWM匹配寄存器值连续与PWM定时器计数值相比较。当这两个值相等时自动触发相应动作。这些动作包括产生中断、复位PWM定时器计数器或停止定时器。,PWM寄存器描述,匹配功能寄存器,PWM锁存使能寄存器用于控制PWM匹配寄存器的更新。在产生PWM时，为了保证一个周期的完整，在更改PWM匹配寄存器之后，并不能立即生效。而是在MR0发生匹配并且PWMLER中的相应位置位时才能使修改值生效。,PWMLER,PWM寄存器描述,匹配功能寄存器,PWMLER,PWM寄存器描述,匹配功能寄存器,PWMPCR,PWM匹配控制寄存器用于使能并选择每个PWM通道的类型。,PWM寄存器描述,匹配功能寄存器,使用PWM的注意要点,修改匹配寄存器之后，必须设置锁存使能寄存器中的相应位，否则匹配寄存器的值不能生效；修改匹配寄存器时，不需要停止PW