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定时器与定时器实验资料第1页/共32页 第六章 定时器／计数器及其应用第1节、定时器/计数器原理、结构及其管脚第2节、8位定时器模块MTIM结构及应用第3节、16位定时器TPM结构及应用第4节、TPM应用于PWM原理及实践第2页/共32页 第1节、定时器/计数器原理 、结构及其管脚1、基础知识 定时器中的核心部分—计数器不能预置某个数值，而且是只读的，写入任何数值没有影响（8位MTIM）或会导致计数器清零（16位的TMP）。采用可读可写的辅助寄存器，与主计数器数值相等时产生匹配事件。可以完成定时、输入捕捉、输出比较、PWM等功能。对于PWM，匹配事件发生时对应一种状态（决定脉宽），而计数器溢出对应另一种状态（决定周期）。 MC9S08QG8系列单片机的定时器分成两大模块，一个模块完全由8位的计数器、辅助寄存器、状态与控制寄存器、配置寄存器组成，被称为8-BIT MODULO TIMER MODULE（MTIM）。该模块的状态与控制寄存器中包含了溢出标志、中断控制和起、停控制位，使用起来比较简单。由于该模块除了输入计数脉冲可以来自外部管脚之外，没有其它管脚与之关联，因此没有输入捕捉、输出比较与PWM功能，只有软件定时能力。 另一个模块就是具有全功能的16BIT的定时器/脉宽调制器模块TPM(Timer/Pulse-Width Modulator)，该定时器主计数器与辅助寄存器都是16位的，对于8位的单片机来说，16位寄存器一般会分成两个8位，而且读、写16位的寄存器也会引入锁定与缓冲等策略，以保证每次读写16位寄存器中的某个8位寄存器时，不会发生数值更新。对于全功能的TPM来说，只有一套主计数器的前提下，可以有多套输入捕捉、输出比较或PWM通道（比如MC9S08QG8系列单片机就有2个通道），这些通道共同拥有主计数器，而且这些通道的工作模式可以不一样，每个通道拥有自己的16BIT辅助寄存器、中断允许与标志、输入捕捉与输出比较工作模式设置寄存器。有的单片机称这种一个主计数器配合多个不同工作模式的定时器通道的结构，为可编程计数器阵列（PCA）。第3页/共32页 第1节、定时器/计数器原理 、结构及其管脚1、基础知识 PTA0/KBIP0/TPMCH0/ADP0/ACMP+8-BIT MODULO TIMER MODULE（MTIM）16-BIT TIMER/PWM MODULE（TPM）PTAPTBPTA5/IRQ/TCLK/RESETPTB5/TPMCH1/SSTPMCH1TPMCH0TCLK定时器与外部管脚的关系= Fbus/4第4页/共32页 8位定时器-MTIM 八位定时器模块的结构MTIM结构 时钟源选择 预分频器 8位计数器MTIMCNT 8位比较器 8位模寄存器MTIMMOD MTIM状态与控制寄存器(MTIMSC)MTIM时钟配置寄存器(MTIMCLK)总线时钟系统固定时钟PTA5上升与下降沿第2节、8位定时器模块MTIM结构及应用第5页/共32页 MTIM 寄存器MTIMSC7-TOF定时器溢出标志—当计数器计数到与辅助寄存器MTIMMOD数值相等，并翻转到0时，该只读溢出标志TOF会被置“1”。该溢出标志的清除方法有三种：当TOF为“1”时，读MTIMSC，并给TOF重新写入“0”； 写“1” 给TRST； 给辅助寄存器MTIMMOD写入任何数值。6-TOIE溢出中断允许— 如果该位设置为“1”，则当TOF置位时会产生中断。当TOF为“1”时不要设置该允许位，一般的做法是先清除TOF，然后再设置TOIE。即使该位没有设置，还是可以通过软件查询TOF的方法使用定时器的。5-TRST定时器复位设置—该位只能写入，读出总为0，而且写0没有影响，写1时导致计数器为0x00，同时TOF也清零。4-TSTP定时器停止设置—当该位置“1”，会使计数器停止计数，计数数值保持不变，当清除该位时，计数器从当前数值继续计数。3：0未使用，读出总为0第6页/共32页 MTIM 寄存器MTIMCLK7：6未使用，读出总为05：4CLKS计数器时钟源选择 — 通过该两位设置，在四种时钟源中选择其一，改变时钟源时不会影响计数器计数，时钟源切换后，计数器会在新的时钟下继续计数。00—选择总线时钟(BUSCLK)；01—固定频率时钟(XCLK)；10—外部时钟TCLK的下降沿；11—外部时钟TCLK的上升沿。3：0PS时钟预分频器 — 该4位设置计数器输入时钟的预分频数，改变分频数不影响计数器计数，分频数切换后，计数器会在新的分频数下计数。0000— 分频数为1； 0