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1、第6章 定时器相关模块本章导读：本章讲述了计数器/定时器的一般工作原理，介绍K60N512的定时接口模块（PDB、 FTM、PIT、LPTMR、CMT和RTC )的基本功能与编程基础，并给出具体的例子，读者要仔细体会各种不同的使用方法，并将这些方法运用到具体的应用中。本章知识点有计数器/定时器的工作原理；可编程延时模块PDB;Flex定时器FTM;周期中断定时器PIT;低功耗定时器LPTMR;载波调制传输接口 CMT;实时时钟RTC。6.1计数器/定时器的基本工作原理在嵌入式应用系统中，有时要求能对外部脉冲信号或开关信号进行计数，这可通过计数器来 完成。有些设备要求每间隔一定时间开启并在一段时
2、间后关闭，有些指示灯要求不断地闪烁，这 可利用定时信号来完成。个人计算机也经常要用到定时信号，如系统日历时钟的计时、产生不同 频率的声源等。在计算机系统中，计数与定时问题的解决方法是一致的，只不过是同一个问题的 两种表现形式。实现计数与定时的基本方法有三种:完全硬件方式、完全软件方式、可编程计数器/定时器。 1.完全硬件方式在过去的许多仪器仪表或设备中，需要进行延时、定时或计数，经常使用数字逻辑电路实现, 即完全用硬件电路实现计数/定时功能，若要改变计数/定时的要求，必须改变电路参数，通用性和灵活性差。在微型电子计算机出现以后，特別是随着单片微型计算机的发展与普及，这种完全硬件方式实现定时与计
3、数的方法已较少使用。2.完全软件方式在计算机中，通过编程利用计算机执行指令的时间实现定时,称为完全软件方式，简称软件方式。在这种方式中，一般是根据所需要的时间常数来设计一个延时子程序，延时子程序中包含一定的指令，设计者要对这些指令的执行时间进行精确的计算和测试，以便确定延时时间是否符合要求。当时间常数比较大时,常常将延时子程序设计为一个循环程序，通过循环常数和循环体 内的指令来确定延时时间。这样，每当延时子程序结束以后，可以直接转入下而的操作，也可以用输出指令产生一个信号作为定时输出。这种方法的优点是节省硬件。主要缺点是执行延时程序期间，CPU一直被占用，所以降低了 CPU的使用效率，也不容易
4、提供多作业环境；另外，设计延时子程序时，要用指令执行时间来拼凑延时时间，显得比较麻烦。不过，这种方法在实际应用中还是经常使用的，尤其是在已有系统上作软件开发时，以及延时时间较小而重复次数又较少的情况。在计算机控制软件开发过程中，作为粗略的延时，经常使用软件方法来实现定时。3.可编程计数器/定时器利用专门的可编程计数器/定时器实现计数与定时，克服了完全硬件方式与完全软件方式的缺点，综合利用了它们各自的优点，其计数/定时功能可由程序灵活地设置，设定之后与CPU并行地工作，不占用CPU的工作时间。应用可编程计数器/定时器，在简单的软件控制下，可以产生准确的时间延时。这种方法的主要思想是根据需要的定时
5、时间，用指令对计数器/定时器设置定时常数，并用指令启动计数器/定时器开始计数，当计数到指定值时，便自动产生一个定时输出。在计数器/定时器开始工作以后，CPU不必去管它，而可以去做其他工作。这种方法最突出的优点是计数时不占用CPU的时间，如果利用计数器/定时器产生中断信号还可以建立多作业的环境，所以可大大提高CPU的利用率。加上计数器/定时器本身的开销并不很大，因此这种方法在微机应用系统中得到了广泛的使用。K60的定时器接口模块包括了六个子模块：可编程延迟模块PDB、Flex定时器模块FTM、周期中断定时器模块PIT、低功耗定时器模块LPTMR、载波调制发射器模块CMT，以及实时时钟模块RTC。
6、下面逐个介绍这几个模块。6.2可编程延迟模块PDB6.2.1 PDB的基础知识可编程延迟模块（Programmable Delay Block, PDB)可以提供从内部/外部触发源、可编程间隔到A/D转换（Analog To Digital Convert, ADC)的硬件触发，也可以提供D/A转换模块(Digital-to-Analog Converter, DAC)间隔触发的可控时延，这样就可以为ADC转换和DAC输出提供精确的时间。由于本章涉及ADC与DAC的内容，读者可以先阅读后面的章节再进行本节的学习。另外，PDB模块还可以选择性提供脉冲输出。PDB模块包含高达15种输入触发中断源和
7、软件触发中断源、8路的可配置用于ADC触发的PDB通道、8路的DAC内部触发源和8路的脉冲输出。PDB结构框图如图6-1所示。在图中，只显示了PDB通道n，DAC间隔触发器x以及脉冲输出y (用虚线框表示），没有显示PDB使能控制逻辑与时序错误中断逻辑。6.2.2 PDB模块寄存器介绍PDB的寄存器绝对地址（十六进制）寄存器名称访问4003_6000状态和控制秒寄存器（PDB0_SC）R/W4003_6004模寄存器（PDB0_MOD）R/W4003_6008计数寄存器（PDB0_CNT）R4003_600C中断延时寄存器（PDB0_IDLY）R/W4003_6010通道n控制寄存器1（(PD
8、B0_CH0C1）R/W4003_6014通道n状态寄存器（PDB0_CH0S）W1c4003_6018通道n延时0寄存器（PDB0_CH0DLY0）R/W4003_601C通道n延时1寄存器（PDB0_ CH0DLY1）R/W4003_6038通道n控制寄存器1（ PDB0_CH1C1 ）R/W4003_603C通道n状态寄存器（ PDB0_CH1S ）W1c4003_6040通道n延时0寄存器（PDB0_CH1DLY0）R/W4003_6044通道n延时1寄存器（PDB0_ CH1DLY1）R/W4003_6150DAC间隔触发n控制寄存器（ PDB0_DACINTC0 ）R/W4003_
9、6154DAC间隔n寄存器（ PDB0_DACINT0 ）R/W4003_6158DAC间隔触发n控制寄存器（ PDB0_DACINTC1）R/W4003_615CDAC间隔n寄存器（ PDB0_DACINT1 ）R/W4003_6190输出脉冲n使能寄存器（ PDB0_PO0EN）R/W4003_6194输出脉冲n延时寄存器（ PDB0_PO0DLY）R/W1）状态和控制寄存器（PDBx_SC）PDBx_SC位描述位描述31-20：预留预留，只读，值为019-18：LDMOD装载模式选择LDOK置位后，此位为MOD、IDLY、ChnDlym、INTx和POyDly寄存器的负载模式选择位00
10、一旦LDOK置位后，内部寄存器立即从缓冲区装载值01 PDB计数器的值与MOD寄存器的值相等且LDOK置位后，内部寄存器从缓冲区装载值(1)10 LDOK置位后，如果检测到输入触发事件，内部寄存器从缓冲区装载值(2)11 当(1)或(2)发生时，内部寄存器从缓冲区装载值。17：PDBEIEPDB时序错误中断使能位0 禁止中断1 使能中断16：SWTRIG软件触发当使能PDB而且选择软件触发作触发输入源时，写1到此位会使计数器重新计数。写0无 效。 读为015：DMAENDMA使能位0 禁止1 使能14-12：PRESCALER预分频选择位000 1倍倍频001 2倍倍频010 4倍倍频011
11、8倍倍频100 16倍倍频101 32倍倍频110 64倍倍频111 128倍倍频11-8：TRGSEL输入触发源选择为PDB选择输入触发源。输入触发源可以是内部或者外部触发源，或者软件触发。00001110分别为中断源0中断源14，1111为软件中断源7：PDBENPDB使能位0 禁止，计数器关闭1 使能6：PDBIFPDB中断标志位当计数器的值等于IDLY寄存器的值时，此位置位。写0清该位。5：PDBIEPDB中断使能这一位使能PDB中断。当此位被置位且DMAEN被清除时，PDBIF会产生一个中断0 禁止1 使能4：预留预留，只读，值为03-2：MULT倍频因子选择位00 倍频因子为101
12、 倍频因子为1010 倍频因子为2011 倍频因子为401:CONT连续模式使能位0 单次模式1 连续模式0：LDOK装载数据OK位写1可以让缓冲装载内部寄存器MOD、IDLY、ChnDlym、INTx和POyDly的值。MOD、IDLY、ChnDlym、INTx和POyDly可以通过LDMOD发挥作用。2）模寄存器（PDBx_MOD）PDBx_MOD位寄存器位描述31-16：预留预留，只读，值为015-0：MODPDB模值这些位确定了计数器的周期，当计数器达到这个值时，归零，如果PDB为连续模式，重新计数。3）计数寄存器（PDBx_CNT）PDBx_CNT位描述位描述31-16：预留预留，只
13、读，值为015-0：CNTPDB计数器，只读4）中断延时寄存器（PDBc_IDLY）PDBc_IDLY位描述位描述31-16：预留预留，只读，值为015-0：IDLYPDB中断延时，这些位确定PDB中断的延时值5）通道n控制寄存器1（PDBx_CHnC1）每个PDB通道都有一个控制寄存器CHnC1，用来控制每个PDB通道的功能。PDBx_CHnC1位描述位描述31-24：预留预留，只读，值为023-16：BBPDB通道预触发背靠背操作使能位0 禁止1 使能15-8：TOSPDB预触发输出选择位这些位用来选择PDB的ADC预触发输出。0 PDB通道响应旁路模式的预触发。1当在输入触发源检测到一个
14、上升沿信号后，计数器的值等于通道延时寄存器的值加一个预分频周期时，或者选择软件触发模式且SWTRIG置位，预触发器会响应7-0：ENPDB通道预触发使能位0 禁用PDB通道响应预触发器1 使能 PDB通道响应预触发器6）通道n状态寄存器（PDBx_CHnS）PDBx_CHnS位描述位描述31-24:预留预留，只读，值为023-16：CFPDB通道标志当PDB计数器与CHnDLYm匹配时置位CFm。写0清除15-8：预留预留，只读，值为07-0：ERRPDB通道时序错误标志0 PDB通道响应预触发器不检测时序错误1 PDB通道响应预触发器检测时序错误7）通道n延时0寄存器（PDBx_CHnDLY0）PDBx_CHnDLY0位描述位描述31-16：预留预留，只读，值为015-0：DLYPDB通道延时值这些位确定通道响应预触发器的延时值8）通道n延时1寄存器（PDBx_CHnDLY1）功能同通道n延时0寄存器，不再赘述。9）DAC间隔触发器n控制寄存器（PDBx_DACINTCn）PDBx_DACINTCn位描述位描述31-2：预留预留，只读，值为01：EXTDAC外部输入触发使能位0 禁用DAC外部输入触发1 使能DAC外部输入触发0：TOEDA
