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Freescale HCS12 微控制器MC9S12DP256,2005年8月,Enhanced Capture Timer Module增强型捕捉定时器模块,Slide 2,ECT 模块结构,一个16位向上带可编程预分频的主计数器.一个16位的带可编程预分频的模数向下计数器8个独立的定时器通道，每个通道具备输入捕捉和输出比较功能4个8位脉冲累加器，也可设置成2个16位脉冲累加器.通过对寄存器编程可以实现不同的功能,Slide 3,定时器结构,预分频选择 PR2:0,M Clock,1 2 4 8 16 32 64 128,TCNT,15.0,DATA BUS,PIN,R,R,R,R,1 计数器使能0 计数器禁止,TEN TSWAI TSFRZ TFFCA,TSCR1-定时器控制寄存器,RST:0 0 0 0 0 0 0 0,TCNT CLK,.,TEN,B0.B7 B8.B15,R=Reserved,$0006,Address Offset$0004,05,模块时钟,计数器寄存器,脉冲累加器,计时器溢出时，对溢出标志位置位，如允许中断，则向CPU发出中断请求,Slide 4,定时器，预分频，计数器,寄存器:,Slide 5,定时器编程步骤,用途：产生周期中断初始化设定预分频系数定时器溢出中断使能定时器使能中断函数清标志位用户自己的代码,void ECT_Init(void)TSCR2_PR=7;/prescale factor is 8,bus clock/128=8Mhz/8 TSCR2_TOI=1;/timer overflow interrupt enable TSCR1_TEN=1;/timer enable#pragma CODE_SEG NON_BANKED#pragma TRAP_PROCvoid Int_TimerOverFlow(void)TFLG2_TOF=1;/clear timer overflow flag/用户自己的代码.#pragma CODE_SEG DEFAULT,在PRM文件中，加入VECTOR ADDRESS 0 xFFDE Int_TimerOverFlow,Slide 6,输出比较功能,16位自由运行计数器,16位输出比较寄存器 比如：0 x5678 软件可以修改,引脚控制逻辑,中断请求,OCxF,状态标志位置位，当比较发生时（值相等时）,OCxI,中断屏蔽(通过软件使能),共有8个输出比较通道 每个通道有自己的向量表和控制寄存器,在特定的时刻输出一个信号,当比较寄存器的值和计数器的值相等时，采取行动比如：当TCNT=0 x5678,TCNT,TOCx,PinOCx,比较器,相等,置位,OR,OR,清零,翻转,Slide 7,输出比较寄存器,C7F C6F C5F C4F C3F C2F C1F C0F,OM7,OL7,OM6,OL6,OM5,OL5,OM4,OL4,1.TC7 TC0,2.TFLG1,3.TIE,4.TCTL1,比较/捕捉标志位写 1清除中断状态标志位,比较/捕捉屏蔽位 0=屏蔽中断请求 1=中断请求允许,输出模式和输出电平(O7OC0),5.TCTL2,RST:0 0 0 0 0 0 0 0,$0008,RST:0 0 0 0 0 0 0 0,RST:0 0 0 0 0 0 0 0,RST:0 0 0 0 0 0 0 0,$000C,$000E,$0009,Address Offset$0010-$0011-$001E-$001F,-,C7F C6F C5F C4F C3F C2F C1F C0F,OM3,OL3,OM2,OL2,OM1,OL1,OM0,OL0,FOC7 FOC6 FOC5 FOC4 FOC3 FOC2 FOC1 FOC0,6.CFORC,B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0,RST:0 0 0 0 0 0 0 0,$0001,Slide 8,输出比较,OC7-OC0,中断:清除中断，对TFLG1 其中的OCxF写1不要使用位操作使用OC7-OC0向量表复位条件：自由运行计数器(TCNT)被初始化为$0000，并且被禁止 输出比较寄存器被初始化为$0000捕捉/比较引脚与比较功能断开中断被禁止标志位被清零强制比较位被清零,Slide 9,输出比较,通道7 OC7(1 of 2),用途:1、多个输出比较引脚的控制2、通过2个输出比较来控制1个引脚，可以输出短脉冲在每个时钟周期内，输出比较寄存器7和自由运行的计数器进行比较如果它们的值相等，则：1、中断标志位被置12、输出引脚OC7-OC0的状态被改变 或/和 产生中断OC7可以影响多个引脚（OC7-OC0）当OC7和OC7-OC0某个引脚的动作有冲突时，OC7的动作将被执行,Slide 10,输出比较 7(2 of 2),C7I C6F C5F C4F C3F C2F C1F C0F,OC7M7 OC7M6 OC7M5 OC7M4 OC7M3 OC7M2 OC7M1 OC7M0,4.TIE 定时器中断允许使能,5.OC7M-OC7MASK,B7.B0,1-TC7-16 位比较寄存器7.,RST:0 0 0 0 0 0 0 0,RST:0 0 0 0 0 0 0 0,$0002,$000C,C7F C6F C5F C4F C3F C2F C1F C0F,RST:0 0 0 0 0 0 0 0,$000E,B7.B0,2.TCNT-16-位计数器,B15.B0,RST:0.0,$0004,$05,B7.B0,3.TFLG1 标志位,OC7D7 OC7D6 OC7D5 OC7D4 OC7D3 OC7D2 OC7D1 OC7D0,6.OC7D-OC7DATA,RST:0 0 0 0 0 0 0 0,$0003,B7.B0,OC7MASK 根据寄存器的设置，可以控制任意一路或全部输出比较引脚,OC7DATA 当OC7比较事件发生时，引脚的逻辑电平,Slide 11,定时器溢出时电平翻转,TOV7 TOV6 TOV5 TOV4 TOV3 TOV2 TOV1 TOV0,TOVx 定时器溢出时，电平翻转只有当通道被配置成输出比较时，才有效,Address Offset$0007,RST:0.0,1.TTOV-定时器溢出时电平翻转寄存器,$000D,2.TSCR2 定时器系统控制寄存器,RST:0 0 0 0 0 0 0 0,B7.B0,TOI 0 0 0 TCRE PR2 PR1 PR0,1 定时器由 OC7 比较事件发生来复位0 定时器自由运行,Slide 12,输入捕捉,IC7-IC0(1 of 3),用途:1、测量事件发生的间隔时间2、对实时时间进行响应输入捕捉能感应到引脚上的电平的变化如果发现电平变化，则：1、计数器的值被保存到到输入捕捉寄存器中，状态标志位被置12、如果中断允许，则向CPU发出中断请求,Slide 13,输入捕捉功能,比较/捕捉 单元16位自由运行计数器,16位输入捕捉锁存器,捕捉发生时，状态位置1,向CPU发出中断请求,Edge,沿选择检测,ICx,ICxF,ICxI,上升/下降沿,可选中断屏蔽,当外部事件发生时，或外部信号输入发生变化时，记录当前时间,TCNT,TICx,延时计数器,0 0 0 0 0 0 DLY1 DLY0,Bit 7 6 5 4 3 2 1 0,DLYCT 延时计数器控制寄存器,DLY1:0-Delay Counter Values 00=Disabled 01=256 M Clocks 10=512 M Clocks 11=1024 M Clocks,Address Offset$0029,注:如果输入信号电平和跳变之前的电平相反时，延时计数器在当前时钟计数时刻产生一个脉冲，它用来去除噪声,OR,OR,应用:ABS 刹车.雷达测距，发动机,引脚,共有8个输入捕捉通道 每个通道有自己的向量表和控制寄存器,Slide 14,输入捕捉,IC7-IC0(2 of 3),B2,B1,B0,EDGxB,输入捕捉沿控制(IC7IC0),EDGxA,ICx EDGE,0101,无边沿 ICx 禁止上升沿下降沿任何沿,4.TCTL3,C7F C6F C5F C4F C3F C2F C1F C0F,C7I C6I C5I C4I C3I C2I C1I C0I,2.TFLG1,3.TMSK1,1.TC7 TC0,EDG7B EDG7A EDG6B EDG6A EDG5B EDG5A EDG4B EDG4A,5.TCTL4,EDG3B EDG3A EDG2B EDG2A EDG1B EDG1A EDG0B EDG0A,RST:0 0 0 0 0 0 0 0,RST:0 0 0 0 0 0 0 0,RST:0 0 0 0 0 0 0 0,RST:0 0 0 0 0 0 0 0,$000E,$000C,$000A,$000B,Address Offset$0010-$0011-$001E-$001F,-,比较/捕捉标志位写 1清除中断状态标志位,比较/捕捉屏蔽位 0=屏蔽中断请求 1=中断请求允许,0011,Slide 15,输入捕捉/输出比较选择,IOS7 IOS6 IOS5 IOS4 IOS3 IOS2 IOS1 IOS0,TIOS 定时器输入捕捉/输出比较选择寄存器,IOSx=1 输出比较功能=0 输入捕捉功能,RST:0 0 0 0 0 0 0 0,$0000,TIMER 定时器使能1 计数器使能0 计数器禁止,TSCR 定时器系统控制寄存器,RST:00,$0006,TEN TSWAI TSFRZ TFFCA Reserved,TSWAI 在WAIT模式时，定时器停止 0=不停止 1=停止,TSBCK 在DEBUG模式时，定时器停止 0=不停止 1=停止,TFFCA 定时器快速标志位清除使能 0=定时器标志位正常清零 1=输入捕捉时读取寄存器,输出比较时写寄存器，可以对相应通道标志位清零,Slide 16,脉冲累加模式,8 位计数器,PA7/PAI,脉冲累加器输入引脚,事件计数模式引脚作为计数器时钟软件选择以什么沿来计数计数器溢出时，产生中断（可选）在PAI引脚每个主动电平将产生中断,8 位计数器,PA7/PAI,脉冲累加器输入引脚,时间累加模式引脚作为计数器,软件选择主动电平作为门的输入当计数器溢出时产生中断在使能的引脚上后面的边缘时产生中断,自由运行E/64时钟,对事件计数模式，PEDGE 选择哪个PAI的沿用来增加 PACNT寄存器,对门累加模式，PEDGE选择哪个PAI 状态用来禁止计数(比如.PEDGE=1-禁止计数 当PAI=HI).,Slide 17,脉冲累加结构,PIN,TCx PIN Logic,DIV by 64,Control Reg.,+,8/16 BIT CNTR,Holding Register,POLARITYCONTROL,PTx,IRQ,DATABUS,注 1:PTx 可以被用作脉冲累加，输入捕捉或输出比较这里 PTx=PT0-PT3,SELECTED CLOCK,DelayCounter,EdgeDetector,0 0 0 0 0 0 DLY1 DLY0,Bit 7 6 5 4 3 2 1 0,DLYCT-Delay Counter Control Register,DLY1:0-Delay Counter Values 00=Disabled 01=256 M Clocks 10=512 M Clocks 11=1024 M Clocks,Address Offset$0029,注:如果输入信号电平和跳变之前的电平相反时，延时计数器在当前时钟计数时刻产生一个脉冲，它用来去除噪声,Slide 18,增强型捕捉,ECT比标准的TIM增强的特点 4个输入捕捉通道有16位缓冲寄存器 4个8位/2个16位脉冲累加器 16位带4位预分频的模数向下计数器 4个用户选择的延时计数器用来消除噪声 主定时器预分频扩展至7位 队列和锁定模式,主定时器,输入捕捉寄存器,保持寄存器,Slide 19,模向下计数器,二进制向下计数器.可以完全控制计数起始值 应用于精确事件计时-用于产生周期性的标志位和中断主定时器单独运行。时钟来自总线时钟，并经过预分频。可以被设置为定时中断或产生标志位。或装载初始值后向下计数到$0000。,装载,向下计数至0,执行动作,Slide 20,ABS 应用举例,PT0,PT1,PT2,SENSOR 1,SENSOR 2,SENSOR 3,SENSOR 4,PB1,PB2,PB3,PB4,BRAKE,FLUID,PUMP,SYSTEM,SIGNALCONDITIONINGLOGIC,IC/PA,SIGNALCONDITIONINGLOGIC,SIGNALCONDITIONINGLOGIC,SIGNALCONDITIONINGLOGIC,PT3,左前轮 右前轮 左后轮右后轮,HCS12,TIMER,定时器输入捕捉测量车轮转速 发送命令到刹车压力调节阀来调节压力,IC/PA,IC/PA,IC/PA,如果左右轮速脉冲周期不等,则,调节电磁阀,Slide 21,低功耗模式,TSCR 定时器系统控制寄存器,RST:00,$0006,TEN TSWAI TSFRZ TFFCA Reserved,TSWAI 在WAIT模式时，定时器停止 0=不停止 1=停止,TSBCK 在DEBUG模式时，定时器停止 0=不停止 1=停止,TFFCA 定时器快速标志位清除使能 0=定时器标志位正常清零 1=输入捕捉时读取寄存器,输出比较时写寄存器，可以对相应通道标志位清零,Slide 22,PULSE WIDTH MODULATION(PWM)脉宽调制模块,Slide 23,什么是PWM?,Ton,Toff,Tperiod,Average,占空比=高电平时间/周期=Ton/Tperiod,Slide 24,PWM信号的产生(边缘对齐),开始,周期 TPWM,TPWM,占空比 TDutyPWMDTYx,PWMPERx,PWMPERx,fClock,TClock,8-bit Compare=,PWMDTYx,8-bit Compare=,PWMPERx,0 x00,0 x00,Reset,Pin,当8位计数器的值等于PWMDTY(duty cycle寄存器)时，电平从有效跳到无效；当8位计数器的值等于PWMPER（周期寄存器）时，电平从无效跳到有效，然后计数器清0，重新开始计数,Slide 25,PWM 模块特点,8个带周期占空比可程控的PWM独立通道 4个可程控选择的时钟源 每个PWM通道有专用的计数器 PWM每个通道脉冲极性可以选择 每个PWM通道可使能/禁止 周期和占空比双缓冲 每个通道有中心对齐和边缘对齐方式 分辨率:8位(8通道),16位(4通道)带中断功能的紧急切断 工作模式,Slide 26,PWM 结构框图,.,管脚,使能选择,极性选择,对齐方式选择,管脚,管脚,Slide 27,PWM 初始化步骤,禁止PWM Disable PWMPWME选择时钟 Select clock(prescaler and scale)for the PWM PWMPRCLK,PWMSCLA,PWMSCLB,PWMCLK选择极性 Select polarityPWMPOL选择对齐模式 Select center or left aligned modePWMCAE对占空比和周期编程Program duty cycle and periodPWMDTYx,PWMPERx使能PWM通道 Enable used PWM channelsPWME,Slide 28,PWM 时钟选择(1 of 4),Bus Clock,预分频,PWMPRCLK$_03,Clock SA,Clock SB,Clock A,Further Division of the clock:,2,4,6,8,.,512,Clock B,Further Division of the clock:,2,4,6,8,.,512,PWMSCLA$_08,PWMSCLB$_09,分频,Slide 29,PWM 时钟选择 预分频寄存器(2 of 4),0,PCKB2,PCKB1,PCKB0,0,PCKA2,PCKA1,PCKA0,R,W,Reset:,0,0,0,0,0,0,0,0,PWMPRCLK$_03,可在任意时刻读写!x=A or B,设置 PRESCALE 寄存器:PWMPRCLK=0 x22;/B=Bus/4,A=Bus/4PWMPRCLK=0 x07;/B=Bus,A=Bus/128,Software Examples,Bit 0,Bit 1,Bit 2,Bit 3,Bit 4,Bit 5,Bit 6,Bit 0,Slide 30,PWM 时钟选择 分频寄存器(3 of 4),总线时钟fBus,8-Bit Down Counter,Bit 7,Bit 6,Bit 5,Bit 4,Bit 3,Bit 2,Bit 1,Bit 0,PWMSCLx,分频值,PWMSCLx=$00 PWMSCLx value is 256可在任意时刻读写!x=A or B,/2,Clock Sx,Clock x,Clock x=fBus/PWMPRCLK,Count=1,PWMPRCLK$_03,PWMSCLB$_09,PWMSCLA$_08,Slide 31,PWM 时钟选择寄存器(4 of 4),PCLK6,PCLK5,PCLK4,PCLK3,PCLK2,PCLK1,PCLK0,R,W,Reset:,0,0,0,0,0,0,0,0,PWMCLK$_02,PCLK7,选择时钟源:PCLK0=1;/SA is source of ch 0PCLK6=0;/B is source of ch 6PWMCLK=0 x11;/all channels,软件示例,Bit 0,Bit 1,Bit 2,Bit 3,Bit 4,Bit 5,Bit 6,Bit 0,PCLK5 通道 5时钟选择 1=时钟源为SA 0=时钟源为APCLK4 通道 4时钟选择 1=时钟源为SA 0=时钟源为A,PCLK3 通道 3时钟选择 1=时钟源为SB.0=时钟源为BPCLK2 通道 2时钟选择 1=时钟源为SB 0=时钟源为B,PCLK1 通道 1时钟选择1=时钟源为SA0=时钟源为APCLK0 通道 0时钟选择1=时钟源为SA0=时钟源为A,PCLK7 通道 7时钟选择 1=通道7的时钟源为SB 0=通道7的时钟源为B.PCLK6 通道 6时钟选择 1=时钟源为SB.0=时钟源为B,Slide 32,PWMPERx,PWMDTYx,PWM 计时器通道,8-Bit Counter,PWMCNTx,8-Bit Compare=,PWMDTYx,8-Bit Compare=,PWMPERx,PWMCNT0$_0CPWMCNT1$_0DPWMCNT2$_0EPWMCNT3$_0FPWMCNT4$_10PWMCNT5$_11 PWMCNT6$_12PWMCNT7$_13,PWMDTY0$_1CPWMDTY1$_1DPWMDTY2$_1E PWMDTY3$_1FPWMDTY4$_20 PWMDTY5$_21PWMDTY6$_22PWMDTY7$_23,PWMPER0$_14PWMPER1$_15PWMPER2$_16PWMPER3$_17PWMPER4$_18PWMPER5$_19PWMPER6$_1APWMPER7$_1B,极性位Polarity Bit=1 Duty=High Time,Channel xx=0.7,DoubleBuffered,DoubleBuffered,PWMDTYx,PWMPERx,占空比寄存器,周期寄存器,Slide 33,使能/禁止 PWM,PWME6,PWME5,PWME4,PWME3,PWME2,PWME1,PWME0,R,W,Reset:,0,0,0,0,0,0,0,0,PWME$_00,PWME7,1=通道 x 使能.下一个时钟开始输出PWM 0=通道x禁止,通道7,通道6,通道 0,.,使能/禁止 PWM 通道:PWME5=1;/Enable PWM channel 5PWME3=0;/Disable PWM channel 3PWME=0 xFF/Enable all 8 PWM channelsPWME=0;/Disable all 8 PWM channels,软件示例,Bit 0,Bit 1,Bit 2,Bit 3,Bit 4,Bit 5,Bit 6,Bit 0,Slide 34,PWM 极性选择寄存器,PPOL6,PPOL5,PPOL4,PPOL3,PPOL2,PPOL1,PPOL0,R,W,Reset:,0,0,0,0,0,0,0,0,PWME$_00,PPOL7,1=在周期开始时，PWM通道输出为高电平，当计数器等于占空比寄存器的值时，输出为低电平0=在周期开始时，PWM通道输出为低电平，当计数器等于占空比寄存器的值时，输出为高电平,PWMDTYx,PWMPERx,PPOLx=1,PWMDTYx,PWMPERx,PPOLx=0,Bit 0,Bit 1,Bit 2,Bit 3,Bit 4,Bit 5,Bit 6,Bit 0,通道7,通道6,通道 0,.,Slide 35,对齐方式选择-左对齐(1 of 3),Clock SourceE=100 ns,Duty Cycle=75%,Period=400 ns,时钟源=E=10 MHz(100 ns period)PPOLx=0PWMPERx=4PWMDTYx=1,PWMx 频率=10 MHz/4=2.5 MHzPWMx 周期=400 nsPWMx 占空比=*100%=75%,Start,分辨率？,Slide 36,对齐方式选择-中央对齐(2 of 3),PWMDTYxE=100ns,Period=PWMPERx*2=800 ns,时钟源=E=10 MHz(100 ns period)PPOLx=0PWMPERx=4PWMDTYx=1,PWMx 频率=10 MHz/8=1.25 MHzPWMx 周期=800 nsPWMx 占空比=*100%=75%,Start,PWMDTYxE=100ns,PWMPERx,PWMPERx,Duty Cycle=75%,Slide 37,PWM 中央对齐使能寄存器(3 of 3),CAE6,CAE5,CAE4,CAE3,CAE2,CAE1,CAE0,R,W,Reset:,0,0,0,0,0,0,0,0,PWMCAE$_04,CAE7,CAEx 中心对齐模式选择，通道 x1=通道 x 中心对齐输出0=通道 x 左边对齐输出,Bit 0,Bit 1,Bit 2,Bit 3,Bit 4,Bit 5,Bit 6,Bit 0,通道7,通道6,通道 0,.,Slide 38,16位分辨率,两个8位PWM通道可以组合成一个16位PWM通道,Period/Duty Compare,PWMCNT6,PWMCNT7,PWM7,Clock Source 7,Slide 39,16位 PWM 组合,软件可选择通道组合.在组合模式下，可以左对齐或中心对齐输出 增加了分辨率，周期可以更长,CLOCK SOURCE 5,PWCNT 4 PWCNT 5,PERIOD/DUTY COMPARE,CLOCK SOURCE 7,PWCNT 6 PWCNT 7,PERIOD/DUTY COMPARE,CLOCK SOURCE 3,PWCNT 2 PWCNT 3,PERIOD/DUTY COMPARE,CLOCK SOURCE 1,PWCNT 0 PWCNT 1,PERIOD/DUTY COMPARE,PWM7,PWM5,PWM3,PWM1,Slide 40,紧急关闭,紧急关闭通道 7,.,故障输入信号,PWMLVL=1,PWMLVL=0,PWM7INL=1,PWMLVL=0,Interrupt,PWMIE,PWMIF,Slide 41,PWM 关闭寄存器,PWMIE,PWMRSTRT,PWMLVL,0,PWM7INL,PWM7EN,R,W,Reset:,0,0,0,0,0,0,0,0,PWMSDN$_24,PWMIF,0,PWM7IN,设置关闭有效电平PWM7INL,设置关闭时的输出电平PWMLVL,使能紧急关闭PWM7ENA,Initialisation,中断使能PWMIE,Bit 0,Bit 1,Bit 2,Bit 3,Bit 4,Bit 5,Bit 6,Bit 0,Slide 42,工作模式,等待模式,在WAIT模式下，允许输入时钟到预分频器,PSWAI=,1,0,在WAIT模式下，停止输入时钟到预分频器,CON45,CON01,0,PSWAI,R,W,PWMCTL$_05,CON67,CON23,PFRZ,0,Bit 0,Bit 1,Bit 2,Bit 3,Bit 4,Bit 5,Bit 6,Bit 0,使能/禁止时钟在WAIT模式时,PFRZ PWM计数器停止在 Freeze模式时,Slide 43,PWM 控制寄存器,Reset:,0,0,0,0,0,0,0,0,Bits1:0=Unimplemented or Reserved,CON45,CON01,0,PSWAI,R,W,PWMCTL$_05,CON67,CON23,PFRZ,0,Bit 0,Bit 1,Bit 2,Bit 3,Bit 4,Bit 5,Bit 6,Bit 0,16 位工作模式,Slide 44,PWM 通道周期寄存器-周期计算,Bit 6,Bit 5,Bit 4,Bit 3,Bit 2,Bit 1,Bit 0,R,W,Reset:,1,1,1,1,1,1,1,1,PWMPERx$_14-_1B,Bit 7,Bit 0,Bit 1,Bit 2,Bit 3,Bit 4,Bit 5,Bit 6,Bit 0,左对齐输出,中心对齐输出,Slide 45,PWM 通道占空比寄存器-占空比计算,Bit 6,Bit 5,Bit 4,Bit 3,Bit 2,Bit 1,Bit 0,R,W,Reset:,1,1,1,1,1,1,1,1,PWMDTYx$_1C-_23,Bit 7,Bit 0,Bit 1,Bit 2,Bit 3,Bit 4,Bit 5,Bit 6,Bit 0,极性=0,极性=1,