第09章事件管理器之一通用定时器

1、第第09讲：讲：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时器通用定时器比较单元与比较单元与PWMPWM输出输出捕获单元捕获单元正交编码脉冲单元（正交编码脉冲单元（QEP)QEP)事件管理器的中断问题事件管理器的中断问题本章内容本章内容每个事件管理器皆由每个事件管理器皆由4个部分组成个部分组成通用定时器通用定时器比较单元与比较单元与PWMPWM电路电路捕获单元捕获单元正交编码脉冲（正交编码脉冲（QEP)QEP)电路电路1. 事件管理器概述事件管理器概述事件管理器模块事件管理器模块事件管理器事件管理器A事件管理器事件管理器B模块模块信号信号模块模块信号信号通

2、用定时器通用定时器通用定时器通用定时器1通用定时器通用定时器2 T1PWM/T1CMP T2PWM/T2CMP 通用定时器通用定时器3通用定时器通用定时器4 T3PWM/T3CMPT4PWM/T4CMP比较单元比较单元 比较器比较器1比较器比较器2比较器比较器3 PWM1/2 PWM3/4 PWM5/6 比较器比较器4比较器比较器5比较器比较器6PWM7/8PWM9/10 PWM11/12 捕获单元捕获单元 捕获器捕获器1捕获器捕获器2捕获器捕获器3CAP1CAP 2CAP3 捕获器捕获器4捕获器捕获器5捕获器捕获器6 CAP4 CAP5 CAP6正交编码脉冲电正交编码脉冲电路路 QEP QE

3、P QEP1 QEP2QEPI1QEP QEP4 QEP5 QEPI2EVA和和EVB模块信号引脚模块信号引脚 1. 事件管理器概述事件管理器概述事件管理器模块事件管理器模块事件管理器事件管理器A事件管理器事件管理器B模块模块信号信号模块模块信号信号外部定时器输入外部定时器输入定时器方向定时器方向外部时钟外部时钟TDIRATCLKINA定时器方向定时器方向外部时钟外部时钟TDIRBTCLKINB外部比较器输出外部比较器输出-触发输入触发输入比较器比较器C1TRIPC2TRIPC3TRIPC4TRIPC5TRIPC6TRIP外部定时器外部定时器-比较触发输入比较触发输入 T1CTRIP*T2CT

4、RIP T3CTRIP*T4CTRIP 功率模块保护中功率模块保护中断输入断输入 PDPINTA* PDPINTB* 外部外部ADC SOC触发输入触发输入 EVASOC EVBSOC EVA和和EVB模块信号引脚模块信号引脚 1. 事件管理器概述事件管理器概述事件管理器功能框图事件管理器功能框图 (EVA)(EVA)1. 事件管理器概述事件管理器概述2 2、通用定时器、通用定时器F2812F2812内有两个事件管理器（内有两个事件管理器（EVAEVA、EVBEVB），每），每个个EVEV包括两个通用定时器。包括两个通用定时器。EVAEVA：GP1GP1、GP2GP2；EVBEVB：GP3GP

5、3、GP4GP4； GP定时器模块包含：定时器模块包含：一个一个16位可读位可读/写及增写及增/减的定时器计数器减的定时器计数器TxCNT （x=1，2，3，4）。）。一个一个16位可读位可读/写定时器比较寄存器（双缓冲）写定时器比较寄存器（双缓冲）TxCMPR；一个一个16位可读位可读/写定时器周期寄存器（双缓冲）写定时器周期寄存器（双缓冲）TxPR；一个一个16位可读位可读/写定时器控制寄存器写定时器控制寄存器TxCON；一个通用定时器比较输出引脚一个通用定时器比较输出引脚TxCMP；用于内部和外部时钟输入的可编程定标器；用于内部和外部时钟输入的可编程定标器；控制和中断逻辑，用于控制和中断

6、逻辑，用于4个可屏蔽中断个可屏蔽中断 （上溢、下溢、比较和周期中断）；（上溢、下溢、比较和周期中断）；输出逻辑。输出逻辑。 见下图见下图2 2、通用定时器、通用定时器通用定时器通用定时器GPGP的功能框图的功能框图2 2、通用定时器、通用定时器和通用定时器1（T1）相关的寄存器：1. T1周期寄存器 T1PR (16位) 2. T1比较寄存器 T1CMPR (16位)3. T1计数寄存器 T1CNT (16位) 4. T1控制寄存器 T1CON (16位) 5. 全局定时器控制寄存器A GPTCONA (16位) 2 2、通用定时器、通用定时器nT1的输入信号1. 来自于CPU的内部时钟2.

7、外部时钟输入TCLKINA，最大频率为器件自身时钟的1/4，也就是1/4*150M3. TDIRA/B，用于定时器的增/减计数模式（或增或减）4. 复位信号RESETnT1的输出信号1. 定时器的比较输出T1PWM_T1CMP2. 送给ADC模块的AD转换启动信号3. 下溢、上溢、比较匹配和周期匹配信号4. 计数方向指示2 2、通用定时器、通用定时器通用定时器的三个时钟源：1 HSPCLK2 来自QEP单元3 外部管脚（TCLKINA或TCLKINB）设置方法：TxCON （比特15 比特0）的比特4和比特5两位Bit 5 4 0 0 HSPCLK 0 1 外部TCLKIN管脚 1 0 保留

8、1 1 QEP2 2、通用定时器、通用定时器n计数寄存器计数寄存器 T1CNT为T1的计数器寄存器，其内容是随着时钟脉冲不断增加或者减少的，每1个HSPCLK的脉冲，T1CNT的值增加1或者减少1。n周期寄存器周期寄存器 T1PR是定时器T1的周期寄存器，用于存放为T1设置的周期值。n比较寄存器比较寄存器 T1CMPR是定时器T1的比较寄存器，用于存放为T1设置的比较值。2 2、通用定时器、通用定时器比较寄存器和周期寄存器的功能比较寄存器和周期寄存器的功能 T1PR T1PR和和T1CMPRT1CMPR在一般情况下是在初始化的时候进在一般情况下是在初始化的时候进行赋值，然后就成为了一个参考标准

9、，行赋值，然后就成为了一个参考标准，CPUCPU会实时的会实时的将将T1CNTT1CNT的值和这两个标准进行比较的值和这两个标准进行比较: : 当当T1CNTT1CNT的值和的值和T1PRT1PR相等时，相等时，T1CNTT1CNT就会复位成就会复位成0 0重新开始计数或者逐渐减少直至重新开始计数或者逐渐减少直至0 0，完成，完成1 1个周期的计个周期的计数，然后再从数，然后再从0 0开始计数至开始计数至T1PRT1PR里面的数值，这样循里面的数值，这样循环下去。环下去。 当当T1CNTT1CNT的值和的值和T1CMPRT1CMPR的值相等时，就会产生一的值相等时，就会产生一些比较事件，例如些

10、比较事件，例如PWMPWM波形就是依靠这个原理来实现波形就是依靠这个原理来实现的。的。2 2、通用定时器、通用定时器阴影寄存器的作用 在程序执行的过程当中（定时器正在计数的过程中），可以改变T1CMPR或者T1PR的值吗？ 答案是肯定的，可以在一个周期的任何时刻向T1CMPR或者T1PR写入新的数值，其功劳就要归功于阴影寄存器。如上图所示，假设我们要向T1CMPR写入新的数值0 xXXXXh，首先将这个数值写入T1CMPR的阴影寄存器，当T1CON中第3位TCLD1和第2位TCLD0所指定的特定事件发生时，阴影寄存器的数据就会被写入T1CMPR的工作寄存器。2 2、通用定时器、通用定时器n定时

11、器1比较寄存器T1CMPR的装载条件如下面的表格所示。如果TCLD1和TCLD0设置为1 0的话，新的数据就会立即被写入T1CMPR，从而改变T1CMPR的值。定时器比较寄存器之装载条件TCLD1 TCLD0（ T1CON中第3位TCLD1和第2位TCLD0） 0 0 当计数器当计数器T1CNT值为值为0 0 1 当计数器当计数器T1CNT值为值为0或者等于周期寄存器或者等于周期寄存器 1 0 立即载入立即载入 1 1 保留保留2 2、通用定时器、通用定时器2.1 2.1 通用定时器计数操作和计数模式通用定时器计数操作和计数模式T1T1计数模式选择计数模式选择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 连续增连续增/ /减模式减模式（先增后减）（先增后减） 1 0 1 0 连续增模式连续增模式（单增再清）（单增再清） 1 1 1 1 定向增定向增/ /减计数模式（减计数模式（directional directional up/down count mode up/down count mode） （或增或减）（或增或减）A. 停止停止/保持模式保持模式n停止/保持模式，就是定时器计数器T1CNT停止计数，保持现有的数值。 B. 连续增模

13、式（递增再清）连续增模式（递增再清）n如下图所示，T1PR=2，T1CNT从0开始计数至2，等于周期寄存器值的值时，直接降为0，然后再从0开始计数至2，周而复始。n实际的计数周期为实际的计数周期为T1PR+1。 T1PR=2 固定不变B. TxPR的改变对递增再清递增再清计数模式的影响TxCON6 用于使能或禁止通用定时器； TxCON.32 只控制TxCMPR的装载条件；而TxPR仅在一个周期完成后装载（计数器溢出时）C. 定向的增或者减计数模式（或增或减）n定向的增或者减计数模式，这时候T1CNT进行增计数或者是减计数，取决于引脚TDIRA的电平：如果TDIRA为高电平，则T1CNT进行增

14、计数；如果TDIRA为低电平，则T1CNT进行减计数。n如果在计数过程中TDIRA电平发生了变化，那么必须在完成当前计数周期后的下一个CPU时钟周期时，计数方向才发生改变。 D. 连续增/减模式（先增后减） 如下图：T1PR=2，T1CNT从0开始计数至2，然后再从2逐渐减少至0，周而复始。 实际的计数周期为实际的计数周期为2*T1PR。 注：T1PR=2 固定不变 TxPR仅在一个周期完成后装载（计数器溢出时）D. TxPR的改变对先增后减计数的影响注：改变T1PR的情形 TxCON6 用于使能或禁止通用定时器PWM简介n脉宽调制，简称PWM(Pulse Width Modulation)是

15、利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中，简单的描述就是一些如下图所示的矩形脉冲波形，PWM波形最重要的三个参数是周期、频率和占空比周期、频率和占空比。 PWM周期：周期：T=t1+t2PWM频率：频率：F=1/TPWM占空比：占空比：D=t1/(t1+t2)=t1/T2.2 2.2 定时器的比较操作定时器的比较操作EV的比较机制能够产生多路PWM功能。nEVA的两个通用定时器能够产生2路独立的PWM波形T1PWM和T2PWM，n三个比较单元每一个都能产生一对互补的PWM波形（比较单元1产生PWM1和PWM2，比较单元2

16、产生PWM3和PWM4，比较单元3产生PWM5和PWM6）这样，EVA一共能产生8路PWM波形。EVB和EVA一样，同样能够产生8路PWM波形。通用定时器通用定时器GP的功能框图的功能框图（侧重于比较器）（侧重于比较器）如何使能定时器的比较操作？如何使能定时器的比较操作？l 和比较操作有关的寄存器：比较寄存器和比较操作有关的寄存器：比较寄存器TxCMPRTxCMPR、计数器寄、计数器寄存器存器TxCNTTxCNTl PWM PWM波形通过引脚波形通过引脚TxPWMTxPWM输出输出l TxCON.1(TECMPR) TxCON.1(TECMPR) 置置1 1使能、清使能、清0 0禁止比较操作。

17、禁止比较操作。如果比较操作如果比较操作使能，出现比较匹配后有下列操作：使能，出现比较匹配后有下列操作： 匹配匹配1 1个时钟周期后，比较中断标志位置位个时钟周期后，比较中断标志位置位 匹配匹配1 1个个Device ClockDevice Clock后，后，PWMPWM的输出产生跳变的输出产生跳变 若若GPTCONA/BGPTCONA/B启动启动A/DA/D转换器，则比较中断位置位的同时转换器，则比较中断位置位的同时产生产生A/DA/D转换启动信号转换启动信号 未被屏蔽时，将产生一个外设中断请求未被屏蔽时，将产生一个外设中断请求 首先介绍通用定时器产生的PWM波形。 T1和T2分别能够产生1路

18、独立的PWM，以T1为例： 当T1计数寄存器T1CNT的值和T1CMPR的值相等时，就会发生比较匹配事件，这时如果PWM的功能使能，则T1PWM引脚便可以输出PWM波形。T1能够产生两种类型的PWM：n 一种是不对称的PWM波形，n 另一种是对称的PWM波形， 产生哪种类型的PWM波形取决于取决于T1CNT的计数方式的计数方式。 （1）当T1CNT的计数方式为连续增连续增计数时，T1PWM引脚输出不对称的不对称的PWM波形波形。 当定时器T1的控制寄存器T1CON的TMODE1和TMODE0为10时，定时器T1工作于连续增模式。 当T1CNT的值计数到和T1CMPR的值相等时，发生比较匹配事件

19、。如果T1CON的第1位定时器比较使能比较使能为为TECMPR为为1，即定时器比较操作被使能，且GPTCONA的第6位比较输出使能位比较输出使能位TCMPOE为为1，同时GPTCONA下的T1PIN引脚输出极性为高电平或者低电平的话，T1PWM就会输出不对称的PWM波形。 （1）当T1CNT的计数方式为连续增计数时，T1PWM引脚输出不对称的PWM波形。改变TxCMP对PWM波形的影响(递增计数模式)匹配点匹配点匹配点匹配点（2）当T1CNT的计数方式为连续增/减计数时，T1PWM引脚输出对称的PWM波形。 当定时器T1的控制寄存器T1CON的TMODE1和TMODE0为01时，定时器T1工作

20、于连续增/减计数模式。当T1CNT的值计数到和T1CMPR的值相等时，发生比较匹配事件。如果T1CON的第1位定时器比较使能为TECMPR为1，即定时器比较操作被使能，且GPTCONA的第6位比较输出使能位TCMPOE为1，同时GPTCONA下的T1PIN引脚输出极性为高电平或者低电平的话，T1PWM就会输出对称的PWM波形。 2）当T1CNT的计数方式为连续增/减计数时，T1PWM引脚输出对称的PWM波形。00PR.reg00PR.reg改变改变TxCMPTxCMP对输出波形的影响（先增后减）对输出波形的影响（先增后减）匹配点匹配点匹配点匹配点有效有效/ /无效的时间计算无效的时间计算l 连

21、续递增计数模式连续递增计数模式( (单增）单增） 无效：从无效：从计数周期开始计数周期开始到第一次匹配到第一次匹配 有效：有效：(TxPR) +1(TxPR) +1 -(TxCMPR) -(TxCMPR) 个已个已定标的输入时钟定标的输入时钟 若若CMPRCMPR为为0 0，整个有效，若大于，整个有效，若大于PRPR，整个无效，整个无效l 连续增连续增/ /减计数模式（先增后减）减计数模式（先增后减） 有效：有效：(TxPR)-(TxCMPR)up+ (TxPR)-(TxCMPR)dn(TxPR)-(TxCMPR)up+ (TxPR)-(TxCMPR)dn若若(TxCMPR)up(TxCMPR

22、)up为为0 0，周期开始即有效；大于，周期开始即有效；大于PRPR时，不会产时，不会产生第一次跳变；生第一次跳变；输出逻辑输出逻辑l GPTCONA/B GPTCONA/B可设定可设定PWMPWM输出为：输出为：高电平有效、低电平有效、强制低、强制高高电平有效、低电平有效、强制低、强制高l 出现下列情况之一时，出现下列情况之一时，PWMPWM输出被置成高阻状态：输出被置成高阻状态： 软件将软件将GPTCONA/B6GPTCONA/B6清零清零 PDPINTxPDPINTx引脚被拉低而且没有屏蔽引脚被拉低而且没有屏蔽 任何一个复位信号发生任何一个复位信号发生 软件将软件将TxCON1TxCON

23、1清零清零 可通过下列操作产生可通过下列操作产生PWM波形：波形： 根据所需根据所需PWM（载波）周期设置（载波）周期设置TxPR； 设置设置TxCON以确定计数器模式和时钟源，并启动以确定计数器模式和时钟源，并启动PWM输出操作；输出操作； 根据计算出来的根据计算出来的PWM脉冲宽度（占空比）载入脉冲宽度（占空比）载入TxCMPR寄存器中。寄存器中。 当通用定时器复位时，会产生以下结果：当通用定时器复位时，会产生以下结果： 除除GPTCONA/B中的计数方向标识位被置为中的计数方向标识位被置为1外，其他相关位都复位为外，其他相关位都复位为0。因。因 此，所有通用定时器的操作都被禁止。此，所有

24、通用定时器的操作都被禁止。 所有定时器中断标识位都复位为所有定时器中断标识位都复位为0。 除了除了PDPINTx*，所有定时器中断屏蔽位都复位为，所有定时器中断屏蔽位都复位为0。即除了。即除了PDPINTx*，所有，所有 定时器中断都被屏蔽。定时器中断都被屏蔽。 定时器所有比较输出都被置为高阻状态。定时器所有比较输出都被置为高阻状态。GPTCONA0 x007400GP 控制寄存器控制寄存器AT1CNT0 x007401定时器定时器1计数寄存器计数寄存器T1CMPR0 x007402定时器定时器1比较寄存器比较寄存器T1PR0 x007403定时器定时器1周期寄存器周期寄存器T1CON0 x0

25、07404定时器定时器1控制寄存器控制寄存器T2CNT0 x007405定时器定时器2计数寄存器计数寄存器T2CMPR0 x007406定时器定时器2比较寄存器比较寄存器T2PR0 x007407定时器定时器2比较寄存器比较寄存器T2CON0 x007408定时器定时器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定时器定时器3计数寄存器计数寄存器T3CMPR0 x007502定时器定时器3比较寄存器比较寄存器T3PR0 x007503定时器定时器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定时器定时器4计数寄存器计数寄存器T4CMPR0 x007506定时器定时器4比较寄存器比较寄存器T4PR0 x007507定时器定时器4周期寄存器周期寄存器T4CON0 x007508定时器定时器4控制寄存器控制寄存器2.3 通用定时器的寄存器通用定时器的寄存器例题例题1 1 通用定时器工作在连续增减计数模式，使用内部的通用定时器工作在连续增减计数模式，使用内部的HSPCLKHSPCLK时钟源，预定标系数设置为时钟源，预定标系数设置为1 1（包括（包括HSPCLKHSPCLK和和TCLK)TCLK)，TxCNTTxCNT寄寄存器的变化以及比较寄存器的装载值如下图所示，画出存器的变化以及比较寄存器的装载值如下图所示，画出TxPWMTxPWM引脚输出的波形。引脚输出的波形。 例题例题2 采用通用定时器采用通用定时器1产生产生1KHz的非对称的非对称PWM波形用于波形用于模拟正弦信号，正弦信号的每个周期取模拟正弦信号，正弦信号的每个周期取250个点，系统时个点，系统时钟（钟（SYSCLKOUT）的频率为）的频率为150MHz，HISPCP等于等于1求求（1）正弦信号的频率；）正弦信号的频率； （2）若定时器时钟的预定标系数为）若定时器时钟的预定标系数为1，配置周期寄存器，配置周期寄存器T1PR的值；的值；（3）当占空比为）当占空比为0.4时，比较