單片機(jī)硬體結(jié)構(gòu)介紹時(shí)基與定時(shí)器

1、1時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)定時(shí)器計(jì)數(shù)器天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心2時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，在凌陽單片機(jī)里面最具特色的功能模塊，幾乎在每一款sunplus MCU里都集成。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器向來是單片機(jī)最重要的硬件資源，SPCE061A給用戶提供了兩個(gè)十六位的通用定時(shí)器。3天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心4簡稱時(shí)基信號(hào)；來自于RTC分頻，通過選頻組合；提供常用時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)給定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；提供常用時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)給中斷系統(tǒng)；天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心5時(shí)基信號(hào)可提供常用的、現(xiàn)成的頻率信號(hào)，完成部分定時(shí)器的功能。32768Hz RTCPLL倍頻時(shí)基選頻定時(shí)器/計(jì)數(shù)器時(shí)

2、鐘源時(shí)基中斷Fosc時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)部分天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心6后臺(tái)延時(shí)軟件抗干擾、防出錯(cuò)（低頻）常用時(shí)間定時(shí)常用隨時(shí)間處理程序的時(shí)間提供7天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心8選頻邏輯TMB1為TimerA的時(shí)鐘源B提供各種頻率選擇信號(hào)并為中斷系統(tǒng)提供中斷源(IRQ6)信號(hào)。通過分頻產(chǎn)生2Hz、4Hz、1024Hz、2048Hz以及4096Hz的時(shí)基信號(hào)，為中斷系統(tǒng)提供各種實(shí)時(shí)中斷源(IRQ4和IRQ5)信號(hào)。天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心9P_Timebase_Setup(0 x700E) (0 x700E) 選頻邏輯b15- b4 b3

3、b2b1b0-TMB2選頻邏輯 TMB1選頻邏輯 b3b2TMB2b1b0TMB100128Hz008Hz01256Hz0116Hz10512Hz1032Hz111024Hz1164Hz天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心10P_Timebase_Clear(0 x700f) 設(shè)置該單元可以完成時(shí)基計(jì)數(shù)器復(fù)位和時(shí)間校準(zhǔn)其它時(shí)基信號(hào) 直接設(shè)置相對(duì)應(yīng)的IRQ中斷，即可使用。天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心1112天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心13作用： 用來精確地確定某一時(shí)間間隔（定時(shí)器）。 用來累計(jì)外部輸入脈沖個(gè)數(shù)，即可計(jì)算出所定時(shí)間的長度等（計(jì)數(shù)器

4、）?；竟ぷ髟恚?當(dāng)作定時(shí)器用時(shí)，在其輸入端輸入一系列周期固定的脈沖，根據(jù)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中累計(jì)或預(yù)先設(shè)置的脈沖個(gè)數(shù)，即可計(jì)算出所定時(shí)間長度。天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心14實(shí)際上都是同一個(gè)模塊： 其共同的特點(diǎn)是都有一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖輸入端，每輸入一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器就進(jìn)行加1或減1計(jì)數(shù)。 若計(jì)數(shù)器件的計(jì)數(shù)脈沖的頻率固定，則可利用計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)定時(shí)，這就是定時(shí)器。 若計(jì)數(shù)器件的作用是累加輸入脈沖的多少或測量外部輸入脈沖的參數(shù)，則為計(jì)數(shù)器。天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心15兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器：TimerATimerA和TimerBTimerB定時(shí)器溢出信號(hào)觸發(fā)IRQ/

5、FIQ中斷定時(shí)器溢出信號(hào)觸發(fā)ADC或鎖存DAC數(shù)據(jù)天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心16遞增計(jì)數(shù)方式自動(dòng)重載定時(shí)器/計(jì)數(shù)器初始值輸出4位可調(diào)脈寬比PWM信號(hào)溢出頻率/2的方波輸出多種時(shí)鐘源輸入多種時(shí)鐘源輸入天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心1716位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器自動(dòng)重預(yù)置16位寄存器4位計(jì)數(shù)器4位半加器輸出脈寬比控制APWMO TA_TimeOut至中斷系統(tǒng)/2TA_TimeOut / 2 P_TimeA_CtrlTAONClkA選擇000001010011100101110111Fosc /2Fosc/ 25632768Hz8192Hz4096Hz10*EXT1

6、2048Hz1024Hz256HzTMB14Hz2Hz1EXT2000001010011100101110111P_TimeA_CtrlP_TimeA_CtrlP_TimeA_Data預(yù)置ClkAClkBClkB選擇TA_TimeOut_ INT多種時(shí)鐘源輸入，定時(shí)靈活度大16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器自動(dòng)重預(yù)置16位寄存器4位計(jì)數(shù)器4位半加器輸出脈寬比控制APWMO TA_TimeOut至中斷系統(tǒng)/2TA_TimeOut / 2 P_TimeA_CtrlTAONClkA選擇000001010011100101110111Fosc /2Fosc/ 25632768Hz8192Hz4096Hz10*EXT

7、12048Hz1024Hz256HzTMB14Hz2Hz1EXT2000001010011100101110111P_TimeA_CtrlP_TimeA_CtrlP_TimeA_Data預(yù)置ClkAClkBClkB選擇TA_TimeOut_ INT天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心18P_TimerA_DataP_TimerA_Data( (讀/ /寫)(700)(700AH)AH) TimerA的數(shù)據(jù)單元，用于向16位預(yù)置寄存器寫入數(shù)據(jù)(預(yù)置計(jì)數(shù)初值)或從其中讀取數(shù)據(jù)。P_TimerA_CtrlP_TimerA_Ctrl( (寫)(700)(700BH)BH) 天津大學(xué)電工電子

8、實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心19b9b8b7b6脈寬占空比(APWMO) TAON0000關(guān)斷000011/16100102/16100113/16101004/16101015/16101106/16101117/161天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心20b9b8b7b6脈寬占空比(APWMO) TAON10008/16110019/161101010/161101111/161110012/161110113/161111014/1611111TAOUT觸發(fā)信號(hào)1天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心21b2b1b0時(shí)鐘源A的頻率000Fosc/2001Fos

9、c/25601032768Hz0118192Hz1004096Hz10111100111EXT1b5b4b3時(shí)鐘源B的頻率0002048Hz0011024Hz010256Hz011TMB11004Hz1012Hz1101111EXT2天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心22天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心23天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心2416位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器自動(dòng)重預(yù)置16位寄存器4位計(jì)數(shù)器4位半加器輸出脈寬比控制BPWMO TB_TimeOut至中斷系統(tǒng)/2TB_TimeOut / 2 P_TimeB_CtrlTBONClkA選擇0000010

10、10011100101110111Fosc /2Fosc/ 25632768Hz8192Hz4096Hz10*EXT1P_TimeB_CtrlP_TimeB_Data預(yù)置ClkATB_TimeOut_ INT天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心25P_TimerB_DataP_TimerB_Data( (讀/ /寫)(700)(700CH)CH) TimerB的數(shù)據(jù)單元，用于向16位預(yù)置寄存器寫入數(shù)據(jù)(預(yù)置計(jì)數(shù)初值)或從其中讀取數(shù)據(jù)。P_TimerB_CtrlP_TimerB_Ctrl( (寫)(700)(700DH)DH)天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心26b9b

11、8b7b6脈寬占空比(BPWMO) TBON0000關(guān)斷000011/16100102/16100113/16101004/16101015/16101106/16101117/161天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心27b9b8b7b6脈寬占空比(BPWMO) TBON10008/16110019/161101010/161101111/161110012/161110113/161111014/1611111TBOUT觸發(fā)信號(hào)1天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心28僅有時(shí)鐘源A作為輸入設(shè)置方法與Timer A相同共用時(shí)鐘源A不沖突天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)

12、電工電子實(shí)驗(yàn)中心29Timer ATimer A 通用計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘源A和時(shí)鐘源B進(jìn)行“與”操作而形成 IRQ1/FIQTimer BTimer B 多功能計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘源僅為時(shí)鐘源A IRQ1/FIQ天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心30 32768Hz RTC SPCE061A外接晶振輸入 Fosc PLL倍頻輸出，系統(tǒng)時(shí)鐘 CPUCLK Fosc分頻輸出，CPU時(shí)鐘 時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào) RTC選頻、分頻輸出，時(shí)基信號(hào)天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心31TMB1、TMB2 時(shí)基信號(hào)輸出，IRQ6時(shí)基輸入、時(shí)鐘源A輸入時(shí)鐘源A/B（ClkA/B） Fosc、RTC、時(shí)基信

13、號(hào)、TMB1輸出Timer A/B 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器A/B天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心32SPCE061A從RTC、PLL、時(shí)基信號(hào)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等提供了豐富的時(shí)鐘信號(hào)，這給用戶的編程帶來了許多方便的選擇。但是多個(gè)時(shí)鐘方面的概念也容易讓初學(xué)者產(chǎn)生理解上的困難，所以學(xué)好SPCE061A的時(shí)鐘方面的硬件結(jié)構(gòu)是非常重要的基礎(chǔ)。天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心33 定時(shí)器的應(yīng)用以及時(shí)基信號(hào)的應(yīng)用，很大程度上要與中斷系統(tǒng)配合，所以學(xué)習(xí)SPCE061A的中斷系統(tǒng)，是掌握SPCE061A硬件結(jié)構(gòu)的必要內(nèi)容。天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心34天津大學(xué)電工電

14、子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心35定時(shí)器計(jì)數(shù)初值的選擇選擇需要的計(jì)數(shù)頻率(f)計(jì)算相應(yīng)的計(jì)數(shù)初值(n)n = 65536 T * f（T為需要定時(shí)的時(shí)間）天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心36天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心37只要向上述幾個(gè)寄存器里寫入適當(dāng)?shù)臄?shù)值就可以達(dá)到定時(shí)只要向上述幾個(gè)寄存器里寫入適當(dāng)?shù)臄?shù)值就可以達(dá)到定時(shí)或計(jì)數(shù)的目的或計(jì)數(shù)的目的天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心38設(shè)計(jì)程序使一個(gè)LED發(fā)光管以0.6秒為周期閃爍，即發(fā)光管每0.3秒點(diǎn)亮或熄滅一次。 當(dāng) P_TimerA_Ctrl 設(shè)置為 0 x0032 時(shí)，定時(shí)器的計(jì)數(shù)頻率將被設(shè)置為 32768Hz。也就是說，CPU每1/32768 秒向 TimerA 發(fā)出一次計(jì)數(shù)信號(hào)。我們需要定時(shí) 0.3 秒，也就是每次要等 CPU 發(fā)0.3/(1/32768)=9830 個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)之后對(duì) LED發(fā)光管進(jìn)行一次點(diǎn)亮或熄滅操作。天津大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)