第10章--MC9S12XS128周期性中断定时器模块及其应用实例

1、MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发、MC9S12XS单片机的原理和嵌入式系统的开发、合肥工业大学张阳、吴晔、滕勤email:y953hang0615、wuye、tel13505 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发第10章MC9S12XS128周期中断计时器模块及其应用实例，PIT模块概要PIT模块结构和工作原理PIT模块寄存器和PIT模块应用实例智能车系统中的PIT模块的应用，MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 周期中断计时器PIT )模块是一组24位计时器，由8位微计时器和16位计时器组成。 此模块通常用于启动外围模块，或者引起周期性的中断。

2、 PIT是模拟数字的倒数计数器，首先在计数器寄存器中设定初始值，每经过总线时钟，8位的微定时计数器进行一次负1操作，8位的微定时计数器成为负0时， 在被控制侧16比特的定时计数器进行一次负1操作等16比特的定时计数器超时(即负0 )时触发对应中断。 所确定的总线时钟通过计数器的自减法来实现计时器功能。 图10.1表示MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发、10.2PIT模块的结构和工作原理、MC9S12XS128的pit模块的结构框图。 10.2.1 PIT模块结构，MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发，10.2.1 PIT模块结构和工作原理，图10.1可见，pit模块具有二级24位

3、计时器(两个8位降计数器和四个16位降计数器)结构和一个作用当在两个可选的微定时基准上提供16比特计时器的时钟时，在8比特模拟数字减计数器上生成微定时基准的时钟。 每16位定时器通过设定PIT多路复用寄存器PITMUX的PMUX03，连接微定时基准0或微定时基准1。 10.2.1 PIT模块的结构，MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发，10.2.1 PIT模块的结构和工作原理，pit模块具有以下基本特征：具有四个独立超时周期功能的模块下超时周期是总线时钟周期的11 超时时间设定按mn倍的总线时钟周期(1m256，1n65536 )可编程的每个计时器独立地启用的4个超时中断4个触发周边模块

4、的超时触发输出信号计时器启动通道图10.2示出了10.2.1 PIT模块结构、MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发、10.2PIT模块结构和操作原理，以及MC9S12XS128的pit模块的详细功能框图。 PIT模块主要由状态、控制和数据寄存器、二级结构的24位定时器(2个8位倒数计数器和4个16位倒数计数器)和1个中断/触发接口构成。 另外，10.2.2 PIT模块的工作原理、MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发、10.2.2 PIT模块的结构和工作原理以及16位计时器的时钟在两个可选的微时间基准下被提供，微时间基准的时钟在8位模拟数字减少计数器上生成。 通过在每16位计时器的P

5、IT复用寄存器(PITMUX )中设置PMUX03，决定使用微时间基准0或基准1。 PIT控制和强制加载微定时寄存器PITCFLMT的PIT位置1，当PIT信道允许寄存器PITCE的对应PCE位置1时，该计时器信道就会生效。 两个8位模拟数字降计数器可产生两个微时间基准，且当在计时器通道上启用微时间基准时，便启动相应的微计时器模拟数字降计数器以在PITMTLD0和PITMTLD1寄存器上加载微计时模拟计数器变为0时，PITMTLD寄存器在重新加载初始值的同时，对对应的16位的模拟计数器进行一个周期计数。 当16位计时计数器和对应的8位微计时计数器被计数为0时，PITLD寄存器重新加载初始值，对

6、应的PIT超时标志寄存器PITTF的超时标志位PTF被设置为1。 超时周期是定时加载寄存器PITLD、微定时加载寄存器PITMTLD和总线时钟fBus的函数：超时周期=(PITMTLD 1) (PITLD 1)/fBus、10.2.2 PIT模块的工作原理，MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 当读取10.2.2 PIT模块的配置和操作原理、PITCNT寄存器值时，可获取16位模拟数字倒数计数器的当前值，但不能读取微定时倒数计数器值。 通过将对应于PIT控制和强制负载微定时寄存器PITCFLMT的强制负载微计时器位PFLMT写为“1”，可以重新启动8位微计时器。如果与PIT强制加载定时寄

7、存器PITFLT相应的强制加载定时器位PFLT写为“1”，就可以重新启动16位定时器。 当需要同时重新启动计时器和微计时器组时，只需要向相应的PITCFLMT寄存器和PITFLT寄存器写入与16位数据设定有关的寄存器位即可。 每个超时事件都触发中断服务请求。 对每个定时器通道启用PIT中断使能寄存器PITINTE的PINTE位中断功能。 如果PIT超时标志寄存器PITTF的相应超时标志位PTF为1，PINTE=1，则将发生中断服务请求。 PTF标志位通过写“1”被清除。 注意：为了避免出现错误的中断请求，如果中断了PIT中断请求，请务必重新设置PIT位、PINTE位和PITCE位。 PIT模块

8、有4路硬件触发信号PITTRIG03，支持4个计时器通道。 四通触发信号也可以实现其他功能模块，诸如ATD连续转换模式功能。 另外，10.2.2 PIT模块的动作原理、MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发、10.2.2 PIT模块的结构和动作原理、计时器信道超时时，相应的PTF标志位置1、同时相应的外部触发信号PITTRIG触发上升信号，触发信号所需要的在负载寄存器PITLD=0 x0001和微定时负载寄存器PITMTLD=0 x0002中进行相关标志的设定，强制负载的触发定时和重新开始定时如图10.3所示。 必须在10.2.2 PIT模块的工作原理、MC9S12XS单片机原理及嵌入式系

9、统开发、10.2.2 PIT模块的结构和工作原理、PITCFLMT寄存器内的pit位置1之前设定配置寄存器。 也就是说，必须在pit位置1之前写入配置寄存器。 如果清除了PITCE寄存器、PITINTE寄存器、PITCFLMT寄存器中的位或PIT位中的任一位，则相应的PIT中断标志位被清除。 如果PIT中断请求中断，可能会发生伪中断。 推荐以下两种方法。 仅通过中断服务子程序(ISR )清除PIT中断标志位。 进入中断服务子程序后，CCR寄存器的可I屏蔽位置自动变为1。 直到PIT位被清零为止，I掩码位才被清零。 在SEI指令集I可以屏蔽位后，PIT中断标志位被清除，然后可以用CLI命令屏蔽I

10、。 所有的标志位通过写“1”来清除，相应的标志位可以通过使用记忆或移动命令写“1”来操作。 因为BSET指令是读写指令，所以不能使用BSET指令，也不能使用编译为BSET指令的c语句。 例如，MOVB #$01和PITTF实现了标志比特0的零清除。10.2.2 PIT模块的工作原理、MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发、10.3PIT模块的寄存器和设定、MC9S12XS128的pit模块中有28个寄存器，其中10个是系统保留寄存器。 PIT模块的内存映射表如表10-1所示，表中列出了这些寄存器的地址、用途和访问权限。 对于每个寄存器，列出的地址是绝对地址，每个寄存器的绝对地址是PIT模块

11、的基本地址和每个寄存器的地址偏移之和，PIT模块的基本地址是0 x0340。MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发、10.3.1 PIT模块的寄存器和设定、MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发、10.3.1 PIT模块的寄存器和设定、10.3.1 PIT控制和强制负载微定时寄存器(PITCFLMT ) PIT控制和强制负载微定时器寄存器(PITcontrolandforceloadmicrotimeregister，PITCFLMT )启用PIT模块，冻结PIT模块，控制功耗，设置pit操作模式请参见图10.4。MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发、10.3.1 PIT模块的寄

12、存器和设定、10.3.1 PIT控制和强制负载微定时寄存器(PITCFLMT )、PITE:PIT模块的使能比特。 如果PIT为0，则禁止PIT模块功能，并清除PIT超时标志寄存器PITTF的标志位。 设置PITE后，对应的计时器位PCE生效，对应的负载寄存器开始倒计时。 0表示禁用PIT模块(低功耗模式) 1表示使用PIT模块。 PITSWAI :等待模式下的PIT停止位。 0表示PIT模块在待机模式下正常运行。1表示PIT模块在待机模式下停止产生时钟信号，并冻结PIT模块。 PITFRZ :冻结模式下PIT计数器冻结位。在冻结模式下，PITFRZ位确定PIT操作状态。 在冻结模式下，在调试

13、中断点时，该位将冻结PIT计数器，从而有效地避免中断的发生。 0表示PIT模块在冻结模式下正常工作。1表示PIT模块在冻结模式下停止计数。 PFLMT1PFLMT0:PIT微计时器1和PIT微计时器0强制加载比特。 如果该微计时器处于活动状态，且PIT模块为启用状态(PITE=1)，则PFLMT=1时，该8位微计时器的加载寄存器值将立即加载到8位微计时器的下载计数器中。 写入0操作无效。读取这两位数时，总是返回0。 注意：强制加载微计时器值会影响使用该微计时标准的所有计时器通道。MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发、10.3.2 PIT模块寄存器和设置、10.3.2 PIT强制加载定时寄

14、存器(PITFLT )、PIT强制加载定时寄存器(PIT Force Load Timer Register、PITFLT )如图10所示PFLT3、PFLT2、PFLT1、PFLT0:PIT计时器3、PIT计时器2、PIT计时器1、PIT计时器0的强制加载位。 如果该计时器通道和PIT模块全部启用(PCE=1，PTIE=1)，则PFLT位写入1操作，该16位计时器的加载寄存器值被加载到16位下降计数器中，写入0操作无效，这4位另外，MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发、10.3.3 PIT模块寄存器和设置、10.3.3 PIT通道使能寄存器(PITCE )和PIT通道使能寄存器(PIT

15、信道启用寄存器、PITCE )设置为图10.6 PCE3、PCE2、PCE1、PCE0:PIT计时器3、PIT计时器2、PIT计时器1、PIT计时器0的通道许可位。 清除PCE位后，PIT通道无效，PITTF寄存器的相应标志位也将被清除。 如果在PCE位置1处使能PIT模块(PITE=1)，则16位定时计数器加载初始计数值，并从其初始值开始下载计数。 0表示禁用适当的PIT通道1表示使用相应的PIT通道。 另外，如图10.7所示，MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发、10.3.4 PIT模块寄存器和组、10.3.4 PIT复用寄存器(PITMUX )、PIT复用寄存器(PIT Multi

16、plex Register、PITMUX )包括PIT计时器3、PITMUX 、PMUX3、PMUX2、PMUX1、PMUX0:PIT计时器3、PIT计时器2、PIT计时器1、PIT计时器0的通道多路复用选择位。 对于这些位，选择对应的16位计时器连接的是微定时基准1还是微定时基准0。如果变更了PMUX位，对应的16位计时器就立即切换微定时基。 0表示相应的16位计时器使用微定时基准0进行计数，1表示相应的16位计时器是以微定时基准1进行计数。 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发、10.3.5 PIT模块寄存器和设置、10.3.5 PIT中断使能寄存器(PITINTE )和PIT中断使

17、能寄存器(PIT Interrupt Enable Register，PITINTE )包括PINTE3、PINTE2、PINTE1、PINTE0:PIT计时器3、PIT计时器2、PIT计时器1、PIT计时器0的超时中断许可位。 此比特在存在相应的PIT信道上的PTF标志位置比特的情况下允许出现相应的中断服务请求。 中断中断时，此位将启用，PTF=1会立即发生中断。 为了不发生此中断，必须首先清除相应的PTF标志位。 0表示禁止相应的PIT通道中断请求1表示允许相应的PIT通道中断请求。 另外，MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发、10.3.6 PIT模块寄存器和设置、10.3.6 PIT超时标志寄存器(PITTF )、PIT超时标志寄存器(PIT Time-Out Flag Register、PITTF )是图10.9 、PTF3、PTF2、PTF1、PTF0:PIT计时器3、PIT计时器2、PIT计时器1、PIT计时器0的超时标志位。 当对应的16位定时ad倒数计数器和所选择的8位微定时ad倒数计数器被计数到零时，PTF位置1。 这个标志位通过写“1”被清除，写0无效。如果写入1清除该标志位，并且所设置的标志位以相同的总线时钟周期发生，则该标志位保持设置状态。 如果禁用P