第7章MC9S12單片機(jī)ECT模塊

1、第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊第第7 7章章 MC9S12MC9S12單片機(jī)單片機(jī)ECTECT模塊模塊山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院2010.72010.7第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊n MC9S12MC9S12系列單片機(jī)增強(qiáng)型定時(shí)器模塊是在標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)系列單片機(jī)增強(qiáng)型定時(shí)器模塊是在標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)器模塊的基礎(chǔ)上添加了新的功能。器模塊的基礎(chǔ)上添加了新的功能。n 定時(shí)器的核心是一個(gè)定時(shí)器的核心是一個(gè)1616位的可編程計(jì)數(shù)器位的可編程計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)的，計(jì)數(shù)的頻率可以通過分頻來調(diào)整。頻率可以通過分頻來調(diào)整。n 用途很多用途很多普通定時(shí)器的工作，例如脈沖計(jì)數(shù)、定時(shí)等普通定時(shí)器

2、的工作，例如脈沖計(jì)數(shù)、定時(shí)等可以用來測(cè)量輸入的脈沖寬度可以用來測(cè)量輸入的脈沖寬度產(chǎn)生我們需要的脈沖波形。產(chǎn)生我們需要的脈沖波形。增強(qiáng)型定時(shí)器增強(qiáng)型定時(shí)器ECTECT模塊模塊第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊n ECTECT模塊的組成：模塊的組成： 1 1個(gè)預(yù)分頻器個(gè)預(yù)分頻器 1 1個(gè)個(gè)1616位自由運(yùn)行計(jì)數(shù)器位自由運(yùn)行計(jì)數(shù)器 8 8個(gè)個(gè)1616位位IC/OCIC/OC通道通道 2 2個(gè)個(gè)1616位（位（4 4個(gè)個(gè)8 8位）脈沖位）脈沖累加器累加器 1 1個(gè)個(gè)1616位模數(shù)遞減計(jì)數(shù)器位模數(shù)遞減計(jì)數(shù)器第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊n 輸入捕捉功能是用來監(jiān)測(cè)外部的事件和輸入信號(hào)。輸入捕捉

3、功能是用來監(jiān)測(cè)外部的事件和輸入信號(hào)。n 當(dāng)外部事件發(fā)生或信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，在指定的輸入捕捉引腳當(dāng)外部事件發(fā)生或信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，在指定的輸入捕捉引腳上發(fā)生一個(gè)指定的沿跳變（可以指定該跳變是上升沿還是下上發(fā)生一個(gè)指定的沿跳變（可以指定該跳變是上升沿還是下降沿）。定時(shí)器捕捉到特定的沿跳變后，降沿）。定時(shí)器捕捉到特定的沿跳變后，把計(jì)數(shù)寄存器當(dāng)前把計(jì)數(shù)寄存器當(dāng)前的值鎖存到通道寄存器。的值鎖存到通道寄存器。n 如果輸入捕捉控制寄存器中設(shè)定允許輸入捕捉中斷，系統(tǒng)會(huì)如果輸入捕捉控制寄存器中設(shè)定允許輸入捕捉中斷，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一次輸入捕捉中斷，產(chǎn)生一次輸入捕捉中斷，利用中斷處理程序可以得到事件發(fā)利用中斷處理程序可以得

4、到事件發(fā)生的時(shí)刻或信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻。生的時(shí)刻或信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻。觸發(fā)沿選擇觸發(fā)沿選擇觸發(fā)事件觸發(fā)事件16位捕捉鎖存器位捕捉鎖存器16位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器時(shí)鐘計(jì)數(shù)器時(shí)鐘輸入捕捉輸入捕捉第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊n 在特定的時(shí)刻在管腳上輸出特定電平，用來控制外電路工作。在特定的時(shí)刻在管腳上輸出特定電平，用來控制外電路工作。 原理是：原理是：輸出比較寄存器輸出比較寄存器的值和計(jì)數(shù)器的值每隔的值和計(jì)數(shù)器的值每隔4 4個(gè)總線周期個(gè)總線周期比較一次，當(dāng)兩個(gè)值相等的時(shí)候，會(huì)在該通道的引腳上比較一次，當(dāng)兩個(gè)值相等的時(shí)候，會(huì)在該通道的引腳上輸出預(yù)輸出預(yù)先規(guī)定的電平先規(guī)定的電平。 如果輸出比較中

5、斷允許，還會(huì)產(chǎn)生一個(gè)硬件的定時(shí)中斷。如果輸出比較中斷允許，還會(huì)產(chǎn)生一個(gè)硬件的定時(shí)中斷。 輸出比較最簡(jiǎn)單和最常用的功能就是產(chǎn)生一定間隔的脈沖輸出比較最簡(jiǎn)單和最常用的功能就是產(chǎn)生一定間隔的脈沖。1616位輸出比較寄存器位輸出比較寄存器比較器比較器1616位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器時(shí)鐘計(jì)數(shù)器時(shí)鐘輸出比較輸出比較第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊輸入捕捉/輸出比較通道n 有8個(gè)輸入捕捉輸出比較通道。共有8個(gè)外部引腳，分別為IOC0IOC7，與PORTT復(fù)用。n 通過選擇TIOS寄存器的IOSx位可以選擇是輸出比較還是輸入捕捉。n 對(duì)于輸入捕捉：帶緩沖的輸入捕捉通道不帶緩沖的輸入捕捉通道第七章 IO接口

6、及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊n 不帶緩沖的輸入捕捉通道 8個(gè)輸入捕捉，其中4個(gè)（PT4PT7）帶有一個(gè)捕捉寄存器用來記錄管腳上電平變化時(shí)自由計(jì)數(shù)器的鎖存值。 捕捉寄存器TCx 當(dāng)輸入覆蓋控制寄存器（ICOVW）的NOVWx位清0時(shí)，每發(fā)生一次輸入捕捉，新的計(jì)數(shù)器的值就會(huì)覆蓋原來的輸入捕捉寄存器的內(nèi)容； 當(dāng)該位置1時(shí)，除非輸入捕捉寄存器為空，否則新的值不能寫入（使輸入捕捉寄存器為空的方法是讀取該寄存器）。這樣就避免了新的計(jì)數(shù)值覆蓋舊的計(jì)數(shù)值。 ICOVW復(fù)位時(shí)為0 x00。第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊n 帶緩沖的輸入捕捉通道帶緩沖的輸入捕捉通道PT0PT3PT0PT3是帶緩沖的輸入捕捉通道。

7、是帶緩沖的輸入捕捉通道。 捕捉寄存器捕捉寄存器TCxTCx 保持寄存器保持寄存器TCxHTCxH 。 可以在不產(chǎn)生中斷的情況下，連續(xù)記錄兩次自由可以在不產(chǎn)生中斷的情況下，連續(xù)記錄兩次自由計(jì)數(shù)器的值。計(jì)數(shù)器的值。 入口設(shè)置了延遲計(jì)數(shù)器入口設(shè)置了延遲計(jì)數(shù)器 用來提高抗干擾能力用來提高抗干擾能力 第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊鎖存方式：鎖存方式：每個(gè)有效的引腳事件只將自由定時(shí)器的值放入捕每個(gè)有效的引腳事件只將自由定時(shí)器的值放入捕捉寄存器捉寄存器 TCxTCx，而而 TCxTCx 到保持寄存器到保持寄存器 TCxHTCxH 的傳的傳送必須依賴強(qiáng)制鎖存命令才能實(shí)現(xiàn)送必須依賴強(qiáng)制鎖存命令才能實(shí)現(xiàn)當(dāng)

8、模數(shù)計(jì)數(shù)器減為當(dāng)模數(shù)計(jì)數(shù)器減為“0”0”向模數(shù)計(jì)數(shù)器寫入向模數(shù)計(jì)數(shù)器寫入“$0000”$0000”寫強(qiáng)制鎖存位寫強(qiáng)制鎖存位ICLATICLAT（輸入控制系統(tǒng)控制寄存器（輸入控制系統(tǒng)控制寄存器ICSYSICSYS）輸入捕捉寄存器的值將鎖存到相應(yīng)通道的保持寄輸入捕捉寄存器的值將鎖存到相應(yīng)通道的保持寄存器中，并將輸入捕捉寄存器的值清零。存器中，并將輸入捕捉寄存器的值清零。 兩種工作模式兩種工作模式：（：（ TCx 到保持寄存器到保持寄存器 TCxH ）第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊n隊(duì)列方式隊(duì)列方式TCxTCx 與與 TCxHTCxH 形成了一個(gè)類似先進(jìn)先出的形成了一個(gè)類似先進(jìn)先出的隊(duì)列，每

9、個(gè)捕捉結(jié)果從隊(duì)列，每個(gè)捕捉結(jié)果從 TCxTCx 進(jìn)入，然進(jìn)入，然 后隨后隨著下一個(gè)捕捉結(jié)果的到來移入著下一個(gè)捕捉結(jié)果的到來移入 TCxHTCxH。程序可以從程序可以從 TCxHTCxH 取得結(jié)果，也可以直接取得結(jié)果，也可以直接從從 TCxTCx 取得捕捉結(jié)果。取得捕捉結(jié)果。第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊n 4 個(gè) 8 位的通道 PAC0-PAC3 組成n 可以通過級(jí)聯(lián)形成兩個(gè) 16 位通道 PACA、PACBn 通過檢測(cè)相應(yīng)管腳上的有效邊緣來記錄脈沖的個(gè)數(shù)。n 各通道的 8 位累加器與 4 個(gè)緩沖 IC 通道相關(guān)聯(lián)的，它們共享邊沿檢測(cè)與延遲電路。脈沖累加器脈沖累加器第七章 IO接口及增

10、強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊n 兩種工作模式兩種工作模式 鎖存方式：鎖存方式： 通過鎖存命令，將通過鎖存命令，將脈沖累加計(jì)數(shù)器脈沖累加計(jì)數(shù)器的值鎖的值鎖存到相應(yīng)通道的存到相應(yīng)通道的保持寄存器保持寄存器中中 隊(duì)列方式隊(duì)列方式 當(dāng)讀取某通道保持寄存器的值時(shí)，相應(yīng)脈當(dāng)讀取某通道保持寄存器的值時(shí)，相應(yīng)脈沖累加器的值將被寫入保持寄存器。沖累加器的值將被寫入保持寄存器。第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊n16 位遞減模數(shù)計(jì)數(shù)器(MDC)可以用作時(shí)鐘基準(zhǔn)，產(chǎn)生周期性的中斷請(qǐng)求。n也可用于將 IC 寄存器和脈沖累加器的值鎖存到各自的保持寄存器中。模數(shù)遞減計(jì)數(shù)器模數(shù)遞減計(jì)數(shù)器第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊n

11、模數(shù)遞減計(jì)數(shù)器（MCCNT）n 模數(shù)遞減標(biāo)志寄存器（MCFLG）n 模數(shù)遞減控制寄存器（MCCTL）n 模數(shù)計(jì)數(shù)器由初值遞減，遞減到0時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的中斷。n 遞減頻率由總線時(shí)鐘經(jīng)分頻得到。n 初值可以由用戶寫入第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊n 在模數(shù)模式允許后（MODMC=1），向模數(shù)遞減計(jì)數(shù)器的寫操作會(huì)更新預(yù)置數(shù)的值，模數(shù)計(jì)數(shù)器遞減到0時(shí)，就會(huì)裝載最新的預(yù)置數(shù)，n 裝載的操作也可以由置MCCTL寄存器的FLMC位為1來強(qiáng)制執(zhí)行。n 總定時(shí)時(shí)間=預(yù)置數(shù)總線周期中斷次數(shù)第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊n 在中斷程序中，需要清除相應(yīng)的中斷標(biāo)志位（MCFLG)，并將中斷次數(shù)減1，當(dāng)中

12、斷次數(shù)減為0時(shí)，一次延時(shí)就完成了。第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊三個(gè)例子三個(gè)例子舉三個(gè)例子講述本節(jié)內(nèi)容 流水燈顯示 使用輸入捕捉功能，對(duì)外來脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù) 使用輸出比較功能，輸出一個(gè)具有一定寬度的高電平脈沖第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊ECTECT計(jì)數(shù)寄存器（計(jì)數(shù)寄存器（ TCNT TCNT ）nTCNT為自由計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，本例通過讀取它的值實(shí)現(xiàn)延時(shí)。n這是一個(gè)16位的加法計(jì)數(shù)器，最大值為65535。n任意時(shí)刻可讀，正常模式下寫操作無效。第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊ECTECT控制寄存器控制寄存器1 1（TSCR1TSCR1）n必

13、須設(shè)置TSCR1才可以使主定時(shí)器工作，需要在ECT模塊初始化時(shí)就設(shè)置好。TEN=1：主定時(shí)器使能。0=主定時(shí)器禁止，進(jìn)入低功耗狀態(tài)。TSWAI=0：等待模式時(shí)主定時(shí)器繼續(xù)工作，方便調(diào)試。0=停止工作。TSFRZ=0：凍結(jié)模式時(shí)主定時(shí)器繼續(xù)工作。0=停止工作。TFFCA=0：自動(dòng)清除標(biāo)志位。1=手動(dòng)清除。本例設(shè)置TSCR1=0 x80。第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊ECTECT控制寄存器二（控制寄存器二（TSCR2TSCR2）nTOI：禁止定時(shí)器溢出中斷。1=允許。nTCRE：定時(shí)計(jì)數(shù)器復(fù)位允許 。0=禁止復(fù)位，計(jì)數(shù)器自由計(jì)數(shù)。1=允許復(fù)位。進(jìn)行完一次輸出比較時(shí)，可以使定時(shí)計(jì)數(shù)器復(fù)位nP

14、R2、PR1、PR0：預(yù)分頻因子選擇第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊void TimerOverflow(void)unsigned char i=1,j=0 x80;while(i!=0)&(j!=0)PORTA=(i|j);i=1;while(TCNT!=0 x0000); /延時(shí)while(TCNT=0 x0000);void main(void)EnableInterrupts;TSCR1=0 x80; /定時(shí)器使能TSCR2=0 x07; /分頻系數(shù)為128DDRA=0 xff;PORTA=0 xff;for(;)TimerOverflow();流水燈的顯示流水燈的顯示

15、PORTA輸出調(diào)用函數(shù)設(shè)置控制寄存器1設(shè)置控制寄存器2延時(shí)控制第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊 while(TCNT!=0 x0000); while(TCNT=0 x0000);這兩句的含義是：TCNT開始計(jì)數(shù)后值不為0，等待直到TCNT溢出返回0，然后再等到TCNT不為0。為什么要弄兩個(gè)while？第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊例二：輸入捕捉例二：輸入捕捉n 利用輸入捕捉0通道對(duì)外來的方波信號(hào)進(jìn)行捕捉，采用中斷的形式。中斷發(fā)生后，讀取捕捉后的計(jì)數(shù)值，并通過PORTB口使LED燈點(diǎn)亮以指示中斷成功。n 通道0設(shè)置為輸入捕捉，采用雙沿觸發(fā)（上下沿均觸發(fā)），IC0開中斷，可以進(jìn)入中

16、斷服務(wù)程序。方波信號(hào)由PORTA_BIT6產(chǎn)生，PORTA_BIT6和IOC0硬件連接。第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊輸入控制系統(tǒng)寄存器輸入控制系統(tǒng)寄存器-ICSYS-ICSYSnSHxy=0：正常操作。1=x通道和y通道將產(chǎn)生一樣的輸入動(dòng)作，x通道的設(shè)置同樣適用于y。nTFMOD=0：當(dāng)出現(xiàn)有效的輸入捕獲事件，TFLG1中的對(duì)應(yīng)中斷標(biāo)志位CxF就置1。1=隊(duì)列模式時(shí)才使用。nPACMX=0：8位脈沖累加器溢出后自動(dòng)回0。1=不自動(dòng)回0，停留在0 xFF。脈沖累加器對(duì)IC通道捕獲的有效邊沿?cái)?shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊輸入控制系統(tǒng)寄存器輸入控制系統(tǒng)寄存器-ICSY

17、S-ICSYSnBUFEN=1：使用輸入捕獲緩沖區(qū)。0=不使用。(輸入捕捉和脈沖累加器的保持寄存器)nLATQ=0：輸入捕獲隊(duì)列模式使能。產(chǎn)生一次成功的輸入捕獲時(shí)，IC通道寄存器中保留的計(jì)數(shù)值會(huì)被送到保持器中，然后IC寄存器會(huì)接收新的計(jì)數(shù)值。1=鎖存模式使能。nICSYS=0 x02; /IC緩沖使能第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊TFLG1TFLG1：主定時(shí)器中斷寄存器：主定時(shí)器中斷寄存器1 1 BIT76543210RC7FC6FC5FC4FC3FC2FC1FC0FWRESET00000000nTFLG1指示了中斷發(fā)生在哪個(gè)通道，需要對(duì)相應(yīng)位清零時(shí)，可以對(duì)它進(jìn)行置1操作。 C7F-C

18、0F：IC/OC的中斷標(biāo)志。n當(dāng)TSCR寄存器中的TFFCA位被置位時(shí)，對(duì)于輸入捕捉和輸出比較通道的讀寫操作，將清除對(duì)應(yīng)通道的CxF位。第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊定時(shí)器輸入捕捉和輸出比較寄存器定時(shí)器輸入捕捉和輸出比較寄存器nTC0-TC7寄存器：用來鎖存自由計(jì)數(shù)器的值，當(dāng)?shù)玫接行У倪呇赜|發(fā)時(shí)，我們可以通過讀這些寄存器來獲得輸入捕捉計(jì)數(shù)值；通過寫這些寄存器來設(shè)置輸出比較的計(jì)數(shù)值。n任意時(shí)刻可讀。在輸出比較模式任何時(shí)刻可寫。在輸入捕捉模式對(duì)寄存器的寫操作沒有意義。當(dāng)寄存器復(fù)位后，寄存器值等于$0000。 第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊IC/OCIC/OC通道選擇寄存器通道選擇寄

19、存器-TIOS-TIOSIOSx：1=通道x為輸出比較； 0=通道x為輸入捕獲。第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊控制寄存器控制寄存器3/4 TCTL3/43/4 TCTL3/4EDGnA/B：輸入捕捉邊沿控制。本例設(shè)置0 x03(EDG0A=1，EDG0B=1)。即IC0通道采用上升，下降沿都觸發(fā)。n代表通道序號(hào)。第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊定時(shí)器中斷使能寄存器定時(shí)器中斷使能寄存器-TIE-TIECxI：1=第x個(gè)通道中斷允許；0=第x個(gè)通道中斷禁止。第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊例二：輸入捕捉例二：輸入捕捉IC0的初始化：的初始化：void ic_init(void)

20、TSCR1= 0 x90; /主定時(shí)器使能,對(duì)TCNT訪問即可清除標(biāo)志 TSCR2=0 x07; /分頻因子=128 ICSYS=0 x02; /IC緩沖使能(保持寄存器) TIOS=0; /通道設(shè)置為輸入捕獲TCTL4= 0 xff; /采用上升、下降沿觸發(fā) TIE=0b00000001; /通道0開中斷第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊例二：輸入捕捉例二：輸入捕捉初始化好后，需要在main函數(shù)中調(diào)用初始化函數(shù)ic_init()。以下是在main函數(shù)中，如何使用PORTA_BIT6來產(chǎn)生一個(gè)方波信號(hào)。DDRA=0 xff;/設(shè)置PORTA的方向寄存器，為輸出PORTA=0 x00;/PO

21、RTA的輸出初始化為低電平DDRB=0 xff;/PORTB設(shè)置為L(zhǎng)ED燈的控制信號(hào)PORTB=0 x00;/LED全滅for(;)for(i=0;i6000;i+)PORTA_BIT6=1;/循環(huán)中設(shè)置信號(hào)為高電平for(i=0;i6000;i+)PORTA_BIT6=0;/循環(huán)中設(shè)置信號(hào)為低電平，產(chǎn)生方波 第七章 IO接口及增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊例二：輸入捕捉例二：輸入捕捉方波信號(hào)已經(jīng)成功得產(chǎn)生了，下面是中斷服務(wù)程序：#pragma CODE_SEG NON_BANKED/必須有這句void interrupt 8 ic0_int(void)TFLG1_C0F=1;/中斷標(biāo)志清除ic4=TC0;/通過讀TC0寄存器來響應(yīng)中斷，ic4、ic40為用戶定義的變量dic4=ic4-ic40; ic40=ic4; PORTB=0 x55;/用LED燈來指示已經(jīng)進(jìn)入了中斷/*以下放置其他