8位工业级通用单片机应用笔记基础

1、Using the Timer0moduleV1.0.0Apr. 6, 2005单片机技术资料 HYPERLINK http:/w/ http:/wU inge Timer0module保留对此文件修改之权利且不另行通知。所提供之信息相信为正确且可靠之信息，但并不保证本文件中绝无错误。请于向科技股份提出订单前，自行确定所使用之相关技术文件及规格为之版本。若因贵公司使用本公司之文件或产品，而涉及第三人之专利或著作权等智能权之应用及配合时，则应由贵公司负责取得同意及司应为保证之责任。又，本公司仅单纯贩售产品，上述关于同意及，非属本公之正式，本公司之所用于医疗器材，维持生命系统及飞航等相关设备。1U

2、 i g he T mer0module0 目录页码目录2修订3文件概要4SPMC65X TIMER 概述501SPMC65X TIMER 概述5MODULE5TIMER0MODULE548-BIT RELOADABLE TIMERTROL4.4功能及结构6寄存器设置6TIMER 初始值设定7应用范例858-BIT COMPARE OUTPONTROL5.4功能实现12寄存器设置12TIMER 初始值设定13应用范例136CAPTURESUMMARY176.1功能及结构1778-BIT C PTURETROL FOR TIMER0

3、- 8 BIT7.4基于 8 位架构的捕获模式18寄存器设置18捕获原理19应用范例192U ig thTiermoule1修订录3日期版本编修订说明2005/04/061.0.0初始版本U i g th Timer0module2 文件概要该项内容主针对 Timer0 的 Reloa、p re utpapturetrol、8 it等各项功能，作相的 Application Note，说明trol register 的设置，初始设定值的计算，图文说明各项功能的工作模式对于 Timer0 的 reloa等功能，将分 8bit 和 16bit 两种情况分别描述。、pare o

4、utp t、Capturetr l注：以下文件中 Fo c 是指晶振、RC 或外部输入的时钟，FSYS 为系统时钟。4U i g the T mer0CP mod le3PMC65T mer 概述.1SPMC65x Timer述SP C65x 拥6 组 Timer，每组 Timer 都分为 8 bit 和 16 bit 两种精度，并且每Tim r都具有（Compa e、CaptureWM）功。如下表所示：过每组 Timer 的寄存器，可以很方便的选择相应的功能。针对于 SPMC65x 系列的某个 Body，对 Timer 会作应的裁，如 S MC65P2 4 组 Timer。04A3.2Mod

5、uleC P Module 包括以下三个部分： 获（Capture Input）、比 （Comp re Output） 脉宽调制（Pulse Width Modulation Output）。每个功能模块在实际应用中都经常用到，比如，利用 Capture 功能，可以检测红外编码，从而实现红外接收功能；利用 电机，或者实现模拟量的输出；Compare Output 则可以实不同频的作为其它器件时钟输入。能，可以驱动输出， 信号可3.3Timer0ModuleTimer0 除了可以作为 8 位或 16 位的定时计数器外，还具有 8 位或 16 位的获模式，8位或 16 位的比较模式，以及 8 位的

6、模式。5Timer/E n t rC p ureCo par8 bit16 it8 bit1 bi8 it16 bitTime 0yesesi th/ ycleW d h o lyy syes8 bitTime 1yesesid h/CycleW d h o lyy syes12 bitTime 2yesesi th/ ycleW d h o lyy syes8 bitTime 3yesesid h/CycleW d h o lyy syes12 bitTime 4yesesi th/ ycleW d h o lyy syes8 bitTimer 5yesy sW dt /Cy leWidth

7、/Cycleyesyes16 bitU i g the Timer0modul4 8- itloada le Timertrol4.1功能及结构Timer0 的一个基本功能是作为 8 位定器，它可以用于定时控制、延时等场合。8 位定时器是一个 8 位增量(加 1)计数器，定时器所用的时钟源可以是系统时钟通过分频器得到的信号)，也可以是外部时钟。其结构图如下示：图 4-1Timer 结构图当用户设定计数初值及计数频率后，便可以允许 Timer 计数。当 Timer 的计数值达到 0 xff 时，这时再来一个时钟信号，便产生溢出信号，此时若 Timer0 溢出中断被允许，便会发生 Tim r0 溢

8、 中断，Ti er 溢出后，将自动重装初始计数值。4.2寄存器设置，将 Timer0 设定为 8 位定时器，定时初设0，定时器时钟为系统时钟如下的 1/8（FTC=FSYS 8），统时钟为 8MHz，则器时钟MHz。Timer0 主要有四个寄存器：两个控制寄存器 P_TMR0_1_Ctrl0、P_TMR0_1_Ctrl1 及两6MUXTimer x Enablelda#%00 1staP_TMR _1_CtrlTi r0ock= Fsys/8.0s a_TMR0 Pr load;ad the valof imer lda#%00 1taP_ MR _ _Ct l0set Timer0 as 8

9、 Bit timerP_TMRy_z_Ctrl0R s t Value -000 0 0Address : 11HP_TMRy_z_Ctrl1R s t Value -000 0 0Address : 12HP_ M x_PreloadR s t Value 0000 0 0Address : 13HP_TMRx_Prelo dHiR s t Value : 00000000Address : 14HT FS28/16-BIT Ti e re oa SwitchT m r x En b e: Stop: Reload & StartEdgeDetectorTimerTimerReloadime

10、r xSYS_CLKSpeedSpeedCheckerruptTimer xOverflowEnablePS. x 0 , y : 0 2, 4 : y+1Timer x. TxPSS : me x P e Scale S lectionTxFS0Enable3. TxFS im r x u ction S lectionTxFS14. T: Timer x P e-load Va ueTxFS2TxPSS2:05. S S_CLK : FrequencENTimer5 212832842EXT_CLKSYS_CLK/128SYS_CLK/32SYS_CLK/8SYS_CLK/4SYS_CLK

11、/2S S_CLKReload P_TMRx_PreloadReloadP_ M x_Prel HTxPL15TxPL14TxPL13TxPL1TxPL11TxPLxP 9x L8TxPL7TxPL6TxPL5TxPL4TxPL3TxPL2TxPL1TxPL0-TzPSS2TzPSS1TzPSS0-TyPSS2TyPSS1TyPSS0-TzFS2TzFS1TzFS0-TyFS2TyFS1TyFS0U ing the Timer0module个数据寄存器，其中控制寄存器与 Timer1 共用，高四位用于设定 Timer1，低四位用于设定 Timer0。P_TMR0_1_Ctrl1 寄存器用于设定

12、 Timer 的时钟，Timer 的时钟可以是系统时钟的 2n 分频（n=0、1、2、3、5、7、9）或者通过外部输入时钟信号，外部时钟信号的频率一般不大于 2MHz。P_TMR0_1_Ctrl0 用于选定 Timer 执行的功能，如定时功能或输出功能等。两个数据寄存器用于设定 Timer 的初始值，也可以从数据寄存器中读出 Timer 当前的计数值；两个数据寄存器分为高 8 位和低 8 位，高 8 位用于 16 位 Timer 的情况，因此在 Timer0作为 8 位定器时没有用到。Timer0 控制寄器的置下表P_TMR0_1_Ct l0 设置示：P_TMR0_1_Ct l1 设置注意：定

13、时/计数器在关闭的情况下，如果把数据写入预置寄存器，这数据将被立即写入实际的定时器。而如果定时/计数器已经被打开且正在计数，在这个周期内写入到预置寄存器的任何新数据将保留 预置寄 器，只有在下一个溢出 生时才被写入实际定时器。4.3Timer 初始值设定对于 8 位的Timer，当计数值达到 0 xff 时，这时再来一个时钟信号，便产生溢出信号，此时若 Timer出中断被允许，便可进 Timer0 溢出中断，如下图所示：7号位功能P_T R0_1_C rl120000：Timer Clock FSY 001：Timer Clock FSY 010：Timer Clock FSY 011：Tim

14、er Clock FSY8 100：Timer0 Clock= FSYS / 32 01：Timer0 lock= SYS 28 10：Timer0 Cl ck= F YS / 111：External Clock Input号位功能P_TM 0_1_Ctrl02：0001：8定时器模式010：8 位较模式011：8 位捕模式100：16 位定器模式101：16 位式110：16 位捕获模式11 ：8P M 模U ing the Timer0modul图 4-2计数溢出从图 4-2中可看出，通过设定不同得 Timer0 初始值，可以得到的不同频的溢出信号，溢出信号的频率与初始值的关系如下公式所

15、示：FSYSTO Timer _ preload _ Value)其中，FTO 为定时器溢出信号的频率， FSYS 为系统工作频率，Timer_prescaler 为 Timer的分频系数，T mres aler_Value 则是初始设定值。4.4应用范例以下以 SPMC65P2404A 为 Body，作一应用例，该应用例用 8 位定时器用例可以在 FortisIDE 中直接运行。时 1ms。该应8;= = = = =; The nf rma ionta ned here n s the exc usive prop rty of Sunp us ec nology Co. A d shall

16、 not b d stributed r produ ed; o disclo ed in whole i part witho twri ten permiC) COPYRIG T 2;ALL IGHTS ESERV D; he entire not ce abo e must be eproduc d on all authorized copies.;=;= = = = = =;Project Name :Timer0_1ms;A pd Bo y :SPMC 5 2404A;F m a e veo :;Progr m r:;Date:20 5-4 25;D scr ptionTime 1

17、 s witbit iy tem cloc = 4MHz);Ha w eect:;L k File:;IDE Ver:V1.6.5FFHFFH2211P_TMR _ rel ad00Count r Clock S urceO er lowerrupt U i g th Timer0mo ule;BODY Versio:v1.0.0A;= = =ing synta. YNTAX 6 02.LINKLI T.SYM;Proc ss sta dard 6502;G nerainformati n;Generat symbolic debug information;* * * *;*Register

18、 Define;* *;* * *INCLUDESP C65P2404A.inc;D fin all h dware,Registers and ports.;* *;* * * *;* * *PA E0;Def ne al es n the range from 00h to FFh;* * * *.DATAfine data storage section;*;* * Program Area;* *.CODE;* *;* * * * *;* *;= = = = = =;Functionme:_Re etTime 1 s wit no enoneAD scr ption:bit i er0

19、 (sm cl c = 4MHz;OutputDestroy:;= = = =.PUV_Rese :tseildx txs;Disableept#C_S ACK_BOT OM;Inalr at $00FTransfer to stack po;-; initialize the Timer0;- -lda st-#%001 0P_TM 0_1_Ctrl; Timer0 Clock= Fsys/32.9UsthTimeodulelda sta ldasta1 1_TMR0_Predpreload =56- 1)#%000 1P TM 0 1_C rl0set Timer0 as 8 Bit ti

20、mer;-; enab e Timer0 overflowerrupt-#C_ NT_T0OIE;-lda staP_Ctrl1;-; setthe PA0 as output;-lda sta sta lda-#0P_ P_Da_At ibDircliL_ inLoop:$ 5P_WDTs ajmpr; clea WatchdogL_MainLoop;* * * *;*errupt Service Pros;* Qpha*; push Acklda and b lda st ld eostaP_F#C_?L 0_ #C_IN_T OIF_RtiTim 0 overflow inNoP_Fla

21、g1cl r the+ turn ovlaP_IOA_Buf#% 000 001PAP_IOA_aT _IN _ ti:plartm stack; returnV_NMI:rti;* * * *;*errupt Vector Table;* *10Us ng theimer0 CCod e11R.SECTI NDWV NMINo mask inectorDWVseeset vectorWV_I Q;IRQerrupt vector;* * * * *;*Eoferrupt Vector Table;* *.ENDUs g the T mer0 CC modul5-bi Com are outp

22、ontrol5.1功能实现Timer0 具有 8 位和 16 位的两种比较功能模式，它可以用于产生种频率的信号可以作为其它器件的时钟输入。信号，比较模式的实现需借助定时功能，8 位比较模式的工作原理是：当允许比较输出功能后，定时计数器从数据寄存器的值开始计数，当计数值达到 0 xff 时，这时再来一个时钟信号，便产生溢出信号，此时在比较模式输出引脚上会对原来的信号作取反操作，比如，在溢出信号产生前，比较模式输出引脚的电平为低电平，待产生了溢出信号后，该引脚将输出。计数值达到 0 xff 后，这时再来一个时钟信号，比较模式会自动重装数据寄存器中的数据，开始新一轮计数。这样，在比较模式输出引脚上就

23、会产生占空比为 50%的信号。如果 Timer0溢出中断被允许，在产生溢出信号后， 会发生 Ti e 0 溢出中断。比较模式的工作示意图如下：图 5 18 it Compare Output5.2寄存器设置如下，将 Timer0 设定为 8 位比较模式输出，定时初值设2 6，定时器时钟为系统时钟的 1/8（FTC=FSYS / 8），若系统时钟为 8MHz，则定时器时1MH这样就可以产生频率为KHz波信号。Timer0位比较模式模式的设置与定时器的设置类似，如下表所示：12lda#%00 1staP_TMR _1_CtrlTimeCl k= Fsys/8. #206stP_T R0 Comp;

24、ad the valof imer lda#%00 0taP_ MR _ _Ct l0; et Tim r0 as 8 Bit CompareTimer x clocCounter7 F8 F9 FA FB FFD FF7 F89 FA FB FCD FEp Compare outputerrputF7Usg the Timer0mo u eP_TMR0_1_Ct l0 设置P_TMR0_1_Ct l1 设置当 P_TMR0_1_Ctrl0 的低三位设定为 010 时，便将 Timer0 设置为比较模式模式。通过 P_TMR0_1_Ctrl1 寄存器的低三位，可以设定比较模式的时钟频率。8 位

25、比较模式只有一个数据寄存器 P_TMR0_ omp 它与 8 位定时器的数据 存器占用同一个地址单元。5.3Timer 初始值设定从图 5-1 可以看出，比较模式输出的信号不但与 Timer0 的时钟有直接的关系，而与比较模式的初始设定值有关系。它们的关系如下公式所示：FSYFComp _ Compare _ Value) 2频率值， FSYS 为系统工作频率，Timer_prescaler 为Timer _其中，FComp 为比较模式输出的Timer 的分频系数Tim r_Co pare_Value 则是初始设定值。5.4应用范例以下以 SPMC65P2404A 为 Body，作一应用例，该

26、应用例用 8 位比较模式输出频率为10KHz 的信号号通过 PB2 输出。该应用例可以在开发环境中直接运行。3号位功能P_T R0_1_C rl120000：Timer Clock FSY 001：Timer Clock FSY 010：Timer Clock FSY 011：Timer Clock FSY8 100：Timer0 Clock= FSYS / 32 01：Timer0 lock= SYS 28 10：Timer0 Cl ck= F YS / 111：External Clock Input号位功能P_TM 0_1_Ctrl02：0001：8定时器模式010：8 位较模式011：

27、8 位捕模式100：16 位定器模式101：16 位式110：16 位捕获模式11 ：8P M 模Us ng the Timer0module;= = = = =; The nf rma ionta ned here n s the exc usive prop rty ofSunp us ec nology Co. A d shall not b d stributed r produ ed; o disclo ed in whole i part witho tC) COPYRIG T 2wri ten permi;ALL IGHTS ESERV D; he entire not ce a

28、bo e must be eproduc d on all authorized copies.;=;= = = = = =;P o ect Nam A pd Bo y F m a e ve Progr m r DateDescr ptio:o :T mSPMC 5pare2404A2005 4-25Ou put 10K z signa with 8 bit C my tem cloc= 4MHz);Ha w eL k FileI E Versi n BODY Verect:V1.6.5:V1.0.0A;= = =ing synta. YNTAX 6 02.LINKLI T.SYM;Proc

29、ss sta dard 6502;G nerainformati n;Generat symbolic debug information;* * * *;*Register Define;* *;* * *INCLUDESP C65P2404A.inc;D fin allrdware,Registers and ports;* *;* * * *;* * *PA E0;Def ne al es n the range from 00h to FFh;* * * *.DATAfine data storage section;*;* * Program Area* *;* *14Us ng t

30、hdule.CODE;* *;* * * *;* *;= = = = = =;Functionme:V_ esetOu put 10K z signa with 8 bit C m are (s n nnoneADescr ptio :m cl c = 4MHz;OutpuDestroy:;= =.PV_Reset= =seildx t s;Disable;In ial ransfer topt#C_ST CK_BOTT Mat $00FFstack po;-; setthe PB2 as output;- - - -#0l sta sta ldastaPPOB_ taOB_ trib 000

31、100P_IOB_Dir;-; initialize the Timer0;- - - -ldast#%0011P_TM 0_1_CtrTimeCl k= Fsys/8.stalda staP T#%0p;preload(25 231)010P TM 0 1_C rl0et Timer0 aBi CompeMainLoop:5P_WDT_CL_MainLoopstajmp;cleatchdog;* * *;*errupt Service Pros;*rti15Us ng themermodule16V_NMI:rti;* * * *;*errupt Vector Table;* * * *.S

32、ECTIODWV_ MINo mask intor WV_Rtset ectorDV_IR;IRQerrupt vector;* * * * *;*Eoferrupt Vector Table;* *Us g the Tim0m dul6 CaptureSummary6.1功能及结构Timer0 另一项重要功能是捕获，在捕获模式下，可以测量外部脉冲信号的周期及脉冲宽度。在脉冲宽度测量模式中，定时/计数器的时钟源由时钟提供，外部脉冲信号通过固定的引脚输入，比如，在 Timer0 的 8 位捕获模式下，外部信号由 PB0 输入，因此在允许捕获功能之前需将信号输入引脚设为输。通过相关寄存器的设置，可

33、以设定开始捕获的时间和进入中断的时间，是在脉冲的上声沿还是在脉冲下降沿。其结构图如下所示：图 6-1Capture 结构图Timer0 的捕获模式可以分为 8 位和 16 位两种，8 位捕获模式是基于 8 位的定时/计数器， 16 位捕获模式是基于 16 位的定时/计数器。但对于 8 位捕获模式，实现其功能的内定时/计数器一种是 8 位架构（如 SPMC65P2404A Timer0 的 8 位捕获模式），另一种是 16 位架构。对于基于 8 位架构的 8 位捕获模式，它只能捕获脉冲信号的脉冲宽度，而 16 位架构的8 位捕获模式，能够捕获脉冲信号的脉冲宽度，也能够捕获脉冲信号的周期。17MU

34、X MUP_TMRy_z_Ctrl0R s t Value -000 0 0Address : 11HP_TMRy_z_Ctrl1R s t Value -000 0 0Address : 12H_TMRx_CapR s t Value 0000 0 0Address : 13HP_TM x_Cap iR s t Value : 00000000Address : 14HP_CAP_CtrlR s t Value : 00000000Address : 58HP_IRQ_Opt0R s t Value : - -0000Address : 33P_IRQ_Opt1R s t Value : 0

35、000 000Addres : 34HTime Enable 0 : St p1 : Rel ad & StartH gh ByteInput RisingLoaEXTICap ureTimerReload 0000HTim r x err ptEdgeSpeedChecktSelectorCaptur xO e flowIn erruptCAPxES CAPIPxS1oadS0Low By oadHigh By oadAPxESPSS1Timer x. x 0 , y : 0 2, 4 : y+1yt o d Tx S0Enable. TxPSS : me x P e Scale S lec

36、tionTxF 13. TxFS im r x u ction S lection xFS24. Tx L : mer x P e-lValueS08/1 - ISw tcLow ByHig_TMRx_CapP_TMRx_CapHiENTimerInput FallingTxCW15TxCW14TxCW13TxCW12TxCW11TxC 10TxCW9TxCW8CAPOPCAPIP4CAPIP3CAPIP2C PIP1CAPIP0CAP1ESCAP0E-RQ5ES C P5ESIRQM5IRQ4ES/ CAP4ESIRQM4RQ3ESIRQM3IRQ2ESRQM2IRQ1ES CAP3ESI

37、QM1IRQ0ES/ CAP2ESIRQM0-TzFS2TzFS1TzFS0-TyFS2TyFS1TyFS0-TzPSS2TzPSS1TzPSS0-TyPSS2TyPSS1TyPSS0TxCW7TxCW6TxCW5TxCW4TxCW3TxCW2TxCW1TxCW0Us n theimer0 C P modul7 8-bit C ptuco trol for Tier0- 8 bit7.1基于 8 位架构的捕获模式对于基于 8 位架构的 8 位捕获模式，它只有一个 8 位定时计数器，因它只能捕获脉冲信号的脉冲宽度。SPMC65 240 A 中 Tier0 的 8 位捕获模式就是此种架构。7.2寄

38、存器设置，将 Timer0 设定为 8 位获式，定时器时钟为系统时钟的 1/8（FTC=FSYS如下/ 8），将开始捕获的时间设脉冲的沿，将捕获中断的时间定为脉下降沿。上述设定中，P_TMR0_1_Ctrl1 寄存器的设置与定时器的设定一样，用于设定捕获模式下的时钟信号；将寄存器 P_TMR0_1_Ctrl0 的低 3 位写入 011，便将 Timer0 设定为 8 位捕获模式。寄存器 P_CAP_Ctrl 用于设置捕获脉冲沿和发中断脉P_CAP_C rl 寄存器的定如：Bit 7CAP P : 数据保持选择位1 =0 = C 1 =持数据到读出持数据直到接收到新数据Bit 6P P4: 选择

39、触发 a获脉冲沿相同与捕获脉冲沿相反tre 4 中断的脉沿Bit 5C P P3: 选择触发 atre 3 中断的脉沿1 =获脉冲沿相同= 与捕获脉冲沿相反C P P2: 选择触发 aBit 4tre 2 中断的脉沿1 =获脉冲沿相同= 与捕获脉冲沿相反C P P1: 选择触发 aBit 3tre 1 中断的脉沿1 =获脉冲沿相同= 与捕获脉冲沿相反CAPI 0: 选触发 CaBit 2ture 0 中断脉冲沿18it7it6it5Bi 4Bit3it2Bi 1Bit0CAPOPTCAPIP4CAP P3CAPIP2API 1CA IP0CSAP0 SR/R WR/WR/WR/W0000000

40、0lda#%00 11stP_TM 0_1_Ctr; imer0 ClocFs /8. lda#%00 11staP TM 0 1_C rl0; etmer0 as 8 da#%0 0001 1fa ing edge staP_C P_Ct l; fa ing edge captureevokeUs nhe TimerC module1 =获脉冲沿相同= 与捕获脉冲沿 反C P1ES: 选择 Ca t r 1 的捕获脉冲沿Bit 11 = 在冲清计数器0在脉冲上升沿清计器C P0ES: 选择 Ca t r 0 的捕获脉冲沿Bit 01 = 在脉冲下降沿清计数器0 = 在脉冲上升沿清计数器在使用

41、 Timer0 的 8 位捕获模式时，只需设P_CAP_Ctrl 中的 Bit0、Bit2、Bit7。在 Timer0 的基于 8 位架构的 8 位 获模式中，还有一个 8 位数据寄存它用于存取输入信号脉冲的宽度。P_T R0_C p，7.3 捕获原理如下图所示，将 8 位捕获 式设定为在脉冲下降沿清计数器，并且将触发 Capture 0 中断的脉冲沿设定为与捕获脉冲沿脉冲沿相同，即在脉冲下降沿触发捕获中断。启动捕获模式后，在外部输入信号的下降沿，计数器自动清 0，在信号的下一个上升沿，Timer 将当前计数器中的值写入 P_TMR0_Cap 寄存器；在接着的一个脉冲下降沿，Timer 将计数

42、器清 0，并且触发一个捕获中断。这样 P_TMR0_ ap 寄存器 的数值为外部输入 号低电 的宽度的相关值。Timer xCapture I/P pinCounterP_TMRx_Capn err pt图 7-1基于 8 位 Timer 架构的 8 位捕获模式得到外部输入信号实际的脉冲宽度，还需要如下的转换公式： Timer _ prescaler (P_TMR0_Cap 1CaptureWidtFSYS其中，Capture Width 外部输入信号脉冲宽度， FSYS 为系统工作频率 Tim r_pr scaler为 Timer 的分频系数。7.4应用范例以下以 SPMC65P2404A

43、为 Body，作一应用例，该应用例用于捕获信号的脉冲宽度，该信号从 P 0 口输入。该应用例可以在 FortisIDE 中直接运行。90123456789A012343Us ng the Timer0module;= = = = =; The nf rma ionta ned here n s the exc usive prop rty ofSunp us ec nology Co. A d shall not b d stributed r produ ed; o disclo ed in whole i part witho tC) COPYRIG T 2wri ten permi;ALL IGHTS ESERV D; he entire not ce abo e must be eproduc d on all authorized copies.;=;= = = = = =;P o ect Nam A pd Bo y F m a e ve Progr m r DateDes ri tion:o :T m r0_Capt