MSP430定时器介绍

小灰灰 2022-05-19 06:21 280阅读 0赞

MSP430定时器笔记

# 1.定时器参数 #

## 1.1 基本定时器 ##

typedef enum
    {
      TIMER_A0              ,
      TIMER_A1              ,
      TIMER_A2              ,
      TIMER_B0              ,
      TIMER_NUM             ,
    }TIMERn;             //定时器模块

## 1.2 定时器通道引脚、时钟选择 ##

const GPIO_PIN TIMER_CHANEL_PIN[TIMER_NUM][TIMER_CH_NUM]=
    {// CH0 CH1 CH2 CH3 CH4 CH5 CH6 { {P1,1},{P1,2},{P1,3},{P1,4},{P1,5}},                  //TIMER_A0
      { {P1,7},{P2,0},{P2,1}},                                //TIMER_A1
      { {P2,3},{P2,4},{P2,5}},                                //TIMER_A2
      { {P5,6},{P5,7},{P7,4},{P7,5},{P7,6},{P3,5},{P3,6}}     //TIMER_B0
    };//通道引脚
    const GPIO_PIN TIMER_CLK_PIN[TIMER_NUM] =
    { {P1,0},//TIMER_A0----ACLK----
      {P1,6},//TIMER_A1----ACLK----
      {P2,2},//TIMER_A2----SMCLK----
      {P7,7} //TIMER_B0----MCLK----
    };//外部时钟输入引脚

# 2.定时器功能 #

## 2.1 实现基本定时 ##

extern STATUS   TIMER_Interval_Us   (TIMERn, uint32_t us);  //初始化一个us级的定时中断
    #define TIMER_Interval_Ms(timer,ms) TIMER_Interval_Us(timer,(uint32_t)ms*1000)

### 2.1.1 中断向量设置传参 ###

/*******************************************************************************
    * 函数名称：Set_Vector_Handler(VECTORn vector,__interrupt void pfunc_handler(void))
    * 功能说明：设置中断向量地址
    * 参数说明：
     VECTORn vector ：中断向量（枚举变量，见.h文件）
     __interrupt void pfunc_handler(void) ： 中断服务函数
    * 函数返回：无
    * 使用示例：Set_Vector_Handler(VECTOR_PORT1,GPIO_IRQ_Handler); //设置PPORT1中断服务函数为GPIO_IRQ_Handler，需要先定义中断服务函数，另外最好先设置中断向量，再开启中断
    ********************************************************************************/
    void Set_Vector_Handler(VECTORn vector, __interrupt void pfunc_handler(void))
    {
      if(SYSX->RIVECT == DISABLE)        //如果没有设置中断向量表到RAM，则设置
      {
     Set_VectorTable_To_RAM(); //设置中断向量表到RAM
      }
      //此处若有警告可忽略
      __VECTOR_RAM[vector] = (ISR_TYPE)pfunc_handler;     //设置该中断向量地址
    }

## 2.1.2 定时中断 ##

/*******************************************************************************
    * 函数名称：TIMER_Interval_Us(TIMERn timer,uint32_t us)
    * 功能说明：定时器定时初始化(单位：us)
    * 参数说明：TIMERn timer       ：定时器模块
     uint32_t us : 定时时间
    * 函数返回：不成功则返回ERROR，成功则返回SUCCESS
    * 使用例程：TIMER_Interval_Us(TIMER_B0,2500);  //TB定时间隔2.5ms中断
    ********************************************************************************/
    STATUS  TIMER_Interval_Us(TIMERn timer,uint32_t us)
    {
    #ifdef DELAY_TIMER
      ASSERT((timer != DELAY_TIMER),
     "TIMER_Interval_Us",
     "定时器已经设置为默认延时功能，不能再作为其他功能使用"); //不允许这种情况下还宏定义该定时器作为延时所用的定时器，请在system.h里修改DELAY_TIMER宏定义
    #endif
      TIMERX[timer]->CLR = BIT_SET;//置位
      TIMERX[timer]->SSEL = TIMER_SSEL_SMCLK;
      TIMERX[timer]->ID = 0u;//分频系数清零
      //计数值
      uint32_t Counter_Value = (uint32_t)(us * g_sClock.SMCLK.fMHZ);
      while(Counter_Value > 65536)
      {
     TIMERX[timer]->ID ++;
     Counter_Value >>= 1; 
     if((TIMERX[timer]->ID == 3u) && (Counter_Value > 65536)) //这个时候意味得选择更低频率的时钟了
     { 
     if(TIMERX[timer]->SSEL == TIMER_SSEL_ACLK) //如果时钟已经是最低的ACLK了，那么意味着设置的频率太低了，失败返回ERROR
     { 
     return ERROR;
     }
     //更换为更低的ACLK，从新配置
     TIMERX[timer]->SSEL = TIMER_SSEL_ACLK;
     TIMERX[timer]->ID = 0u; 
     Counter_Value = (uint32_t)(us * g_sClock.ACLK.fMHZ);
     continue; 
     }
      }
      if(Counter_Value <= 1)//出现这种情况,说明频率不合适 { return ERROR; } TIMERX[timer]->CCR[0] = (uint16_t)(Counter_Value - 1u);//为什么要减一？？因为TAR/TBR计数器从CCR0变化到0还有一个计数周期
      TIMERX[timer]->CCTL[0].CAPMODE = RESET;//比较模式
      TIMERX[timer]->IE = RESET;             //关闭溢出中断
      TIMERX[timer]->CCTL[0].IE = RESET;     //关闭通道中断
      TIMERX[timer]->MC = TIMER_MC_UP;      //增计数模式
    
      return SUCCESS;
    }

### 2.1.3 初始化实例 ###

DisableInterrupts();          //禁止总中断 
    
     Set_Vector_Handler(VECTOR_TIMER0_A0,TIMER_TA0_IRQ_Handler);    //设置中断向量，最好先设置中断向量，在开启中断
      TIMER_Interval_Ms(TIMER_A0,200);//初始化一个200ms的定时中断
      //TIMER_Interval_Us(TIMER_A0,1000000); //初始化一个1000ms的定时中断,不要写为1000*1000，否则会提示超出范围
      TIMER_ITConfig (TIMER_A0,TIMER_CCR0_IRQn,ENABLE);
    
    EnableInterrupts();
    
    __interrupt void TIMER_TA0_IRQ_Handler()
    {
      LED_Turn(LED2); //黄灯
      //FLAG_10MS=1;
    }

## 2.2 PWM输出 ##

### 2.2.1 PWM计数模式 ###

#define TIMER_MC_STOP (0) /* Timer A mode control: 0 - Stop */
    #define TIMER_MC_UP (1) /* Timer A mode control: 1 - Up to CCR0 */
    #define TIMER_MC_CONTINUOUS (2) /* Timer A mode control: 2 - Continuous up */
    #define TIMER_MC_CONTINOUS (2) /* Legacy define */
    #define TIMER_MC_UPDOWN (3) /* Timer A mode control: 3 - Up/Down */

### 2.2.2 PWM输出模式 ###

typedef enum
    {
      TIMER_PWM_OUTMOD0     ,
      TIMER_PWM_OUTMOD1     ,
      TIMER_PWM_OUTMOD2     ,
      TIMER_PWM_OUTMOD3     ,
      TIMER_PWM_OUTMOD4     ,
      TIMER_PWM_OUTMOD5     ,
      TIMER_PWM_OUTMOD6     ,
      TIMER_PWM_OUTMOD7     ,
    }TIMER_PWM_OUTMODn;       //PWM波输出波形

各种计数情况下pwm输出模式  
![1][]

## 2.3 pwm输出 ##

### 2.3.1 pwm初始化 ###

/*******************************************************************************
    *  函数名称：TIMER_PWM_MultiChannel_Init(TIMERn timer, uint32_t fre, uint8_t ChannelNum,...)
    *  功能说明：定时器PWM输出初始化(可以多个通道同时初始化)
    *  参数说明：TIMERn timer       ：定时器模块
                 uint32_t fre         ：频率
                 uint8_t ChannelNum   ：要初始化的通道数
                 ...                ：初始化的通道
    *  函数返回：不成功则返回ERROR，成功则返回SUCCESS
    ********************************************************************************/
    STATUS TIMER_PWM_MultiChannel_Init(TIMERn timer, uint32_t fre, uint8_t ChannelNum,...)
    {
    #ifdef DELAY_TIMER
      ASSERT((timer != DELAY_TIMER),
             "TIMER_PWM_MultiChannel_Init",
             "定时器已经设置为默认延时功能，不能再作为其他功能使用");       //不允许这种情况下还宏定义该定时器作为延时所用的定时器，请在system.h里修改DELAY_TIMER宏定义
    #endif
      ASSERT((timer==TIMER_A0&&ChannelNum<=TIMER_CH4)
           ||(timer==TIMER_A1&&ChannelNum<=TIMER_CH2)
           ||(timer==TIMER_A2&&ChannelNum<=TIMER_CH2)
           ||(timer==TIMER_B0&&ChannelNum<=TIMER_CH6),
           "TIMER_PWM_MultiChannel_Init",
           "定时器通道参数超出范围！"); //断言检测输入参数*/
    
      va_list ap;
      va_start(ap,ChanelNum);
      for(int i=0;i < ChannelNum;i++)           //根据初始化的通道数，逐一初始化通道
      {
        TIMER_CHn ch = va_arg(ap, TIMER_CHn);  //读取要初始化的通道
        if((ch == TIMER_CH0) || (ch >= TIMER_CH_NUM))   //判断通道值是否合理
        {
          return ERROR;                                 //不合理返回ERROR
        }
        //初始化端口
        GPIO_Init(TIMER_CHANEL_PIN[timer][ch].Port,TIMER_CHANEL_PIN[timer][ch].Pin,GPO|SEL);
        //初始化占空比及输出波形
        TIMERX[timer]->CCR[ch] = 0u;
        TIMERX[timer]->CCTL[ch].IE = RESET;               //关闭通道中断
        TIMERX[timer]->CCTL[ch].OUTMOD = DEFAULT_PWM_OUTMOD;      //输出波形设置
        TIMERX[timer]->CCTL[ch].CAPMODE = RESET;          //比较模式
      }
      va_end(ap);
    
      return TIMER_PWM_SetFrequency(timer,fre);
    }

设置频率函数

/*******************************************************************************
    * 函数名称：TIMER_PWM_SetFrequency(TIMERn timer,uint32_t fre)
    * 功能说明：定时器PWM频率设置(注意这里没有更改各个通道的占空比，所以修改频率后占空比变了，需要从新设置占空比)
    * 参数说明：TIMERn timer       ：定时器模块
     uint32_t fre ：频率
    * 函数返回：不成功则返回ERROR，成功则返回SUCCESS
    * 使用例程：TIMER_PWM_SetFrequency(TIMER_B0,1000);       //将定时器B输出频率修改为1000Hz
    ********************************************************************************/
    STATUS  TIMER_PWM_SetFrequency(TIMERn timer,uint32_t fre)
    {
      if(fre == 0u)
      {
     TIMERX[timer]->MC = TIMER_MC_STOP; //暂停输出PWM波
     return SUCCESS;
      }
    
      TIMERX[timer]->CLR = BIT_SET;
      TIMERX[timer]->SSEL = TIMER_SSEL_SMCLK;           //先选择时钟源为SMCLK
      TIMERX[timer]->ID = 0u;                           //分频系数清零
      //时钟大小
      uint32_t Counter_Value = g_sClock.SMCLK.nHZ/fre;                 //计算计数值
      while(Counter_Value > 65536u)        //这里不是0xffff，因为后面会-1，所以是(0xffff+1)=65536
      {  //分频一次
     TIMERX[timer]->ID ++; 
     Counter_Value >>= 1; 
    
     if((TIMERX[timer]->ID == 3u) && (Counter_Value > 65536)) //这个时候意味得选择更低频率的时钟了
     { 
     if(TIMERX[timer]->SSEL == TIMER_SSEL_ACLK) //如果时钟已经是最低的ACLK了，那么意味着设置的频率太低了，失败返回ERROR
     { 
     return ERROR;
     }
     //更换为更低的ACLK，从新配置
     TIMERX[timer]->SSEL = TIMER_SSEL_ACLK;
     TIMERX[timer]->ID = 0u; 
     Counter_Value = g_sClock.ACLK.nHZ/fre;
     continue; 
     }
      }
      if(Counter_Value <= 1)//出现这种情况,说明频率不合适 { return ERROR; } TIMERX[timer]->CCR[0] = (uint16_t)(Counter_Value - 1u);
    //为什么要减一？？因为TAR/TBR计数器从CCR0变化到0还有一个计数周期
      TIMERX[timer]->IE = RESET;                      //关闭中断
      //TIMERX[timer]->MC = TIMER_MC_UP;                //增计数模式
      TIMERX[timer]->MC = TIMER_MC_UPDOWN;      //增减计数模式
    
      return SUCCESS;
    }

### 2.3.2 使用例程： ###

实例一：（使用函数初始化时需要输入初始化通道数，初始化通道数可以为0，如：

TIMER_PWM_MultiChannel_Init(TIMER_A0, 1000, 0);）
    TIMER_PWM_MultiChannel_Init(TIMER_A0, 1000, 3, TIMER_CH1, TIMER_CH2, TIMER_CH4);
    //定时器TIMER_A0初始化输出PWM波，频率为1000Hz,初始化3个通道，分别是：TIMER_CH1,TIMER_CH2,TIMER_CH4

实例二：(使用宏定义初始化时不需要输入初始化通道数)

TIMER_PWM_Init(TIMER_B0,1000,TIMER_CH1,TIMER_CH2,TIMER_CH3,TIMER_CH4,TIMER_CH5,TIMER_CH6);
    //定时器TIMER_B0初始化输出PWM波，频率为1000Hz,初始化6个通道：TIMER_CH1,TIMER_CH2,TIMER_CH3,TIMER_CH4,TIMER_CH5,TIMER_CH6

### 2.3.3 初始化实例 ###

TIMER_PWM_Init(TIMER_A0,66000, TIMER_CH1, TIMER_CH2, TIMER_CH3, TIMER_CH4);
    
    TIMER_PWM_SetChannelDuty(TIMER_A0,TIMER_CH1,200);//设置某一个定时器某一个通道的占空比
    TIMER_PWM_SetChannelDuty(TIMER_A0,TIMER_CH2,400);//设置某一个定时器某一个通道的占空比
    TIMER_PWM_SetChannelDuty(TIMER_A0,TIMER_CH3,600);//设置某一个定时器某一个通道的占空比
    TIMER_PWM_SetChannelDuty  (TIMER_A0,TIMER_CH4,800);//设置某一个定时器某一个通道的占空比
    
    TIMER_PWM_MultiChannel_Init(TIMER_B0, 33000, 1, TIMER_CH5);  
    //TIMER_PWM_Init(TIMER_B0, 1, TIMER_CH5);
    
    TIMER_PWM_SetChannelDuty  (TIMER_B0,TIMER_CH5,500);     //设置某一个定时器某一个通道的占空比
    GPIO_PinRemapConfig(P4,7,GPIO_Remap_TB0CCR5A);        //GPIO端口重映射

## 2.4 互补pwm波形 ##

//定时器A0，频率1K,占空比为0,初始化4个通道，分别是：TIMER_CH1(P1.2), TIMER_CH2(P1.3), TIMER_CH3(P1.4), TIMER_CH4(P1.5)
    //TIMER_PWM_MultiChannel_Init(TIMER_A0,1000, 4, TIMER_CH1, TIMER_CH2, TIMER_CH3, TIMER_CH4); 
    TIMER_PWM_Init(TIMER_A0,66000, TIMER_CH1, TIMER_CH2, TIMER_CH3, TIMER_CH4);     
    
    TIMERX[TIMER_A0]->CCTL[2].OUTMOD = TIMER_PWM_OUTMOD2;
    TIMERX[TIMER_A0]->CCTL[3].OUTMOD = TIMER_PWM_OUTMOD6;
    TIMERX[TIMER_A0]->MC = TIMER_MC_UP;//增计数模式
    
    TIMER_PWM_SetChannelDuty(TIMER_A0,TIMER_CH1,200);//设置某一个定时器某一个通道的占空比
    TIMER_PWM_SetChannelDuty(TIMER_A0,TIMER_CH2,400);//设置某一个定时器某一个通道的占空比
    TIMER_PWM_SetChannelDuty(TIMER_A0,TIMER_CH3,600);//设置某一个定时器某一个通道的占空比
    TIMER_PWM_SetChannelDuty(TIMER_A0,TIMER_CH4,800);//设置某一个定时器某一个通道的占空比

## 2.5 带死区的pwm输出 ##

//定时器A0，频率1K,占空比为0,初始化4个通道，分别是：TIMER_CH1(P1.2), TIMER_CH2(P1.3), TIMER_CH3(P1.4), TIMER_CH4(P1.5)
    //TIMER_PWM_MultiChannel_Init(TIMER_A0,1000, 4, TIMER_CH1, TIMER_CH2, TIMER_CH3, TIMER_CH4); 
    TIMER_PWM_Init(TIMER_A0,66000, TIMER_CH1, TIMER_CH2, TIMER_CH3, TIMER_CH4);     
    TIMERX[TIMER_A0]->CCTL[2].OUTMOD = TIMER_PWM_OUTMOD2;
    TIMERX[TIMER_A0]->CCTL[3].OUTMOD = TIMER_PWM_OUTMOD6;
    TIMERX[TIMER_A0]->MC = TIMER_MC_UPDOWN;      //增减计数模式
    
    TIMER_PWM_SetChannelDuty  (TIMER_A0,TIMER_CH1,200);//设置某一个定时器某一个通道的占空比
    TIMER_PWM_SetChannelDuty  (TIMER_A0,TIMER_CH2,400);//设置某一个定时器某一个通道的占空比
    TIMER_PWM_SetChannelDuty  (TIMER_A0,TIMER_CH3,600);//设置某一个定时器某一个通道的占空比
    TIMER_PWM_SetChannelDuty  (TIMER_A0,TIMER_CH4,800);//设置某一个定时器某一个通道的占空比

# 3.定时捕获 #

## 3.1 捕获过程 ##

![2][]

## 3.2 计数初始化 ##

/*******************************************************************************
    * 函数名称：TIMER_Pluse_Init    (TIMERn timer)
    * 功能说明：定时器脉冲计数初始化
    * 参数说明：TIMERn timer       ：定时器模块
    * 函数返回：不成功则返回ERROR，成功则返回SUCCESS
    * 使用例程：TIMER_Pluse_Init    (TIMER_A1);    //定时器TA1初始化为脉冲计数功能
    ********************************************************************************/
    STATUS  TIMER_Pluse_Init    (TIMERn timer)
    {
    #ifdef DELAY_TIMER
      ASSERT((timer != DELAY_TIMER),
     "TIMER_Pluse_Init",
     "定时器已经设置为默认延时功能，不能再作为其他功能使用"); //不允许这种情况下还宏定义该定时器作为延时所用的定时器，请在system.h里修改DELAY_TIMER宏定义
    #endif
      //端口设置为输入方向//选择第二功能
      GPIO_Init(TIMER_CLK_PIN[timer].Port,TIMER_CLK_PIN[timer].Pin,GPI|SEL);
    
      TIMERX[timer]->CLR = BIT_SET;                       
      TIMERX[timer]->SSEL = TIMER_SSEL_INCLK;             //时钟源选择为外部输入
      TIMERX[timer]->ID = 0u;                             //不分频
      TIMERX[timer]->MC = TIMER_MC_CONTINOUS;             //连续计数模式
      TIMERX[timer]->IE = RESET;                          //禁止溢出中断
    
      return SUCCESS;
    }

## 3.3 中断处理函数 ##

/*******************************************************************************
    * 函数名称：TIMER_ITConfig (TIMERn timer,TIMER_IRQn irqn,STATUS ITState)
    * 功能说明：设置是否使能TIMER的某一个中断
    * 参数说明：TIMERn timer       ：定时器模块
     TIMER_IRQn irqn ：中断事件
     STATUS ITState ：是否使能中断
    * 函数返回：无
    * 使用例程：TIMER_ITConfig (TIMAER_A1,TIMER_CCR0_IRQn,ENABLE); //使能定时器1通道0中断，即定时中断
    ********************************************************************************/
    void  TIMER_ITConfig (TIMERn timer,TIMER_IRQn irqn,STATUS ITState)
    {
      if(irqn == TIMER_OverFlow_IRQn)
      {
     TIMERX[timer]->IE = ITState;
      }
      else
      {
     TIMERX[timer]->CCTL[irqn].IE = ITState;
      }
    }

## 3.4 计数值获取 ##

/*******************************************************************************
    * 函数名称：TIMER_Pluse_GetValue(TIMERn timer,uint16_t overflowTime)
    * 功能说明：定时器脉冲计数值获取
    * 参数说明：TIMERn timer       ：定时器模块
     uint16_t overflowTime ：计数器溢出次数
    * 函数返回：定时器脉冲计数值
    * 使用例程：
     int32 pulse = TIMER_Pluse_GetValue(TIMER_A1,0); //在没有发生溢出的情况下读取脉冲个数
     TIMER_Pluse_Clear (TIMER_A1); //读取后应该要清零
    ********************************************************************************/
    float TIMER_Pluse_GetValue(TIMERn timer,uint16_t overflowTime)
    {
      return (TIMERX[timer]->R + (overflowTime*65536u));
    }
    
    3.5 初始化实例
    //设置中断向量，最好先设置中断向量，在开启中断
    Set_Vector_Handler(VECTOR_TIMER0_A0,TIMER_TA0_IRQ_Handler);
    TIMER_Interval_Ms(TIMER_A0,1000); //初始化一个1000ms的定时中断  1s定时
    TIMER_ITConfig (TIMER_A0,TIMER_CCR0_IRQn,ENABLE); //使能TIMER的某一个中断
    __interrupt void TIMER_TA0_IRQ_Handler()
    { 
       //读取脉冲数
       PulseValue = TIMER_Pluse_GetValue(TIMER_A1,overflowTime);
       overflowTime=0;              //清除溢出次数
       TIMER_Pluse_Clear   (TIMER_A1);
    }
    
    //设置中断向量，最好先设置中断向量，在开启中断
    Set_Vector_Handler(VECTOR_TIMER1_A1,TIMER_TA1_IRQ_Handler);    
    TIMER_Pluse_Init    (TIMER_A1);  //定时器A1用作脉冲计数，P1.6，默认以开启溢出中断
    TIMER_ITConfig (TIMER_A1,TIMER_OverFlow_IRQn,ENABLE); //使能TIMER的某一个中断
    __interrupt void TIMER_TA1_IRQ_Handler()
    {
       overflowTime++;
    }

# 4.计时功能 #

Set_Vector_Handler(VECTOR_TIMER0_B1,TIMER_TB0_IRQ_Handler);    //设置中断向量，最好先设置中断向量，在开启中断
    TIMER_Timer_Init (TIMER_B0);//计时功能初始化
    TIMER_ITConfig (TIMER_B0,TIMER_OverFlow_IRQn,TRUE);
    
    TIMER_Timer_Start   (TIMER_B0);//计时功能启动
    TIMER_Delay_Ms       (TIMER_A0,50);  //延时500MS
    TIMER_Timer_Stop    (TIMER_B0); //计时功能停止，返回计数值
    time = TIMER_Timer_GetTime_Us(TIMER_B0, overflowTime); //读取计时时间(单位：US)
    
    __interrupt voidTIMER_TB0_IRQ_Handler()
    {
       LED_Turn(LED1);               //指示灯闪烁
       if(TIMER_GetITStatus(TIMER_B0,TIMER_OverFlow_IRQn) == TRUE)//如果溢出
       {
         overflowTime++;          //溢出值加1
         TIMER_ClearITPendingBit(TIMER_B0,TIMER_OverFlow_IRQn);     //清除TIMER的某一个中断标志
       }
    }

[1]: /images/20220519/80596aab912f42088c1904ab64d0a824.png
[2]: /images/20220519/26c0f221aa11492ab65e3004665de59e.png