XS128 ECT定时 捕捉.docx

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XS128ECT定时捕捉

S12XS128程序--Timer模块介绍1

1、简述

MC9S12XS128定时器模块与MC9S12DG128ECT部分功能完全类似，以下均以ECT模块介绍xs128定时器模块。

HC12增强型捕捉计时器模块在HCS12标准定时器的基础上增加了一些特点，用以扩展它的应用范围，特别是在汽车ABS方面。

基准计时器的核心仍然是一个16位的可编程计数器，其时钟源来自一个预分频器。

该计时器可以被应用于多个方面，包括在对输入波形进行测量的同时产生一个输出波形。

波形的脉宽可以在几微秒到数秒的范围内变化。

增强型定时器模块（ECT）的结构框图如下，ECT功能相当于高速的I/O口，由一个4位预分频器、一个16位自由运行计数器，8个16位IC/OC通道，2个16位脉冲累加器以及一个16位模数递减计数器组成。

ECT实际上是一个16位的可编程计数器，它的基本时钟频率可以通过预分频器设置，用于产生波形输出，测量输入波形，统计脉冲个数，可以作为定时中断功能和独立时钟基准。

2、运行模式

停止：

由于时钟停止，计时器和计数器均关闭。

冻结：

计时器和计数器均保持运行，直到TSCR（$06）的TSFRZ位被置1。

等待：

计数器保持运行，直到TSCR（$06）的TSWAI位被置1。

正常：

计时器和计数器均保持运行，直到TSCR（$06）的TEN位和MCCTL（$26）的MCEN位被分别清0。

IC通道组

IC通道组由四个标准的缓冲通道IC0-IC3和四个非缓冲通道IC4-IC7组成（说明：

缓存通道寄存器中只能记忆当前的值，下一次有效触发后就将前一个值覆盖，非缓冲通道多了一个保持寄存器，它可以记忆两次有效事件下的TCNT的值），两部分的基本功能都是捕捉外部事件发生的时刻，但是缓冲通道除了IC／OC寄存器TCn外，还设有保持寄存器TCnH，此外还在入口设置了延迟计数器，用来提高抗干扰能力。

非缓冲通道没有保持寄存器，入口也没有延迟计数器，但每个通道入口设置了一个2输入端的多路器，事件触发信号可以是来自本通道的输入引脚PORTn，也可以是来自其关联通道PORT（n-4）的延迟计数器输出，使用更加灵活。

当延迟功能有效时，输入引脚检测到一个有效的边沿后，延迟计数器开始对P时钟（模块时钟）进行计数，当到达设定的计数值后，延迟计数器在其输出端有条件地产生一个脉冲，这个条件就是延迟前后的引脚电平相反。

这样可以避免对窄输入脉冲做出反应。

延迟计数结束后，计数器自动清除。

输入信号两个有效边沿之间的持续时间必须大于设定的延迟时间。

在ECT中，所有IC通道均设置了覆盖保护功能，可以通过寄存器ICOVW设置是否允许某个通道用新的捕捉结果覆盖上一个结果。

对于缓冲的IC通道PT0-PT3，还具有锁存与队列两种工作方式。

在锁存方式下，每个有效的引脚事件只将自由定时器的值放入捕捉寄存器TCn，而TCn到保持寄存器TCnH的传送必须依赖递减模数计数器回0或者其他强制锁存命令才能实现，这时IC的工作情形与第6章的TIM模块相似。

在队列方式下（图7-2），TCn与TCnH形成了一个类似先进先出的队列，每个捕捉结果从TCn进入，然后随着下一个捕捉结果的到来移入TCnH，程序可以从TCnH取得结果，然而这个队列是开放的，即程序也可以直接从TCn取得捕捉结果。

队列方式为CPU提供了充分的响应时间。

由于PAC0-3与IC0-3共享相同的引脚，而且共享入口的逻辑，因此在两种方式下，PAI与IC都可以同时工作，对同一引脚进行记录，前者记录脉冲或者边沿的数量，后者记录具体的时刻。

模数递减计数器

16位递减模数计数器（MDC）可以用作时钟基准，产生周期性的中断请求，也可用于将IC寄存器和脉冲累加器的值锁存到各自的保持寄存器中。

锁存动作可以通过程序设定为周期性的或一次性的。

MDC的时钟频率可通过独立的定标器设定，内部设有定时常数寄存器，可以实现自动重装载，但MDC的常数寄存器与MDC计数器使用相同的地址，加载时通过特殊的时序实现。

每当MDC回0时，将在给定的时间段内控制贮和PAI寄存器的内容向各自的缓冲寄存器传输。

反映了MDC在IC、PAI系统中的作用。

脉冲累加器

脉冲累加器由4个8位的通道PAC0-PAC3组成，可以通过级联形成两个16位通道PACA、PACB，它可以统计输入引脚上出现的有效边沿的数量，也可以统计有效电平出现的累计时间。

各个通道的8位保持寄存器是与4个缓冲IC通道相关联的，它们共享边沿检测与延迟电路。

当IC工作在两种不同的队列方式时，PAC保持寄存器也处于不同的工作状态，在锁存方式下，PCnH的加载依靠MDC计数器或者强制命令实现，而在队列方式下，则依靠IC通道的TCnH读命令。

可见在ECT模块下，IC与PAI的工作联系更加紧密。

此外，脉冲累加器还有饱和记忆功能，当8位的脉冲累加器计数超过$FF后记忆保持，而不回滚到0，这时，计数值$FF意味着计数已经达到或超过255，如不需要，该功能可以关闭。

这可以用来监视某个通道的计数值是否已经达到预定的目标值。

值得注意的是，PACl、PAC0级联后，输入引脚为PT0，而PAC3、PAC2级联后，输入引脚并不是PT2，而是PT7，这样可以与那些无ECT的MCU保持一致性。

S12XS128程序（19）--Timer寄存器说明

1、定时器/计数器系统控制寄存器1（TSCR1）

寄存器偏移量：

$0006

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

TEN

TSWAI

TSFRZ

TFFCA

0

0

0

0

可在任何时候读或写。

TSCR1寄存器是定时器模块的总开关，它决定模块是否启动以及在中断等待、BDM方式下的行为，还包括标志的管理方式。

其各位的意义如下：

TEN：

定时器使能位，此外它还控制定时器的时钟信号源。

要使用定时器模块的IC／OC功能，必须将TEN置位。

如果因为某种原因定时器没有使能，脉冲累加器也将得不到ECLK／64时钟，因为ECLK／64是由定时器的分频器产生的，这种情况下，脉冲累加器将不能进行引脚电平持续时间的累加。

0：

定时器/计数器被禁止，有利于降低功耗。

1：

定时器/计数器使能，正常工作。

TSWAI：

等待模式下计时器关闭控制位。

【注意】定时器中断不能用于使MCU退出等待模式。

0：

在中断等待模式下允许MCU继续运行。

1：

当MCU进入中断等待模式时，禁止计时器。

TSFRZ：

在冻结模式下计时器和计数器停止位。

0：

在冻结模式下允许计时器和计数器继续运行。

1：

在冻结模式下禁止计时器和计数器，用于仿真调试。

【注意】TSFRZ不能停止脉冲累加。

TFFCA：

定时器标志快速清除选择位。

0：

定时器标志普通清除方式。

1：

对于TFLGl（$0E）中的各位，读输入捕捉寄存器或者写输出比较寄存器会自动清除相应的标志位CnF。

对于TFLG2（$0F）中的各位，任何对TCNT寄存器（$04、$05）的访问均会清除TOF标志；任何对PACN3和PACN2寄存器（$22,$23）的访问都会清除PAFLG寄存器（$21）中的PAOVF和PAIF位。

任何对PACN1和PACN0寄存器（$24,$25）的访问都会清除PBFLG寄存器（$21）中的PBOVF位。

【说明】这种方式的好处是削减了另外清除标志位的软件开销。

此外，必须特别注意避免对标志位的意外清除。

2、计时器系统控制寄存器2（TSCR2）

寄存器偏移量：

$000D

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

TOI

0

0

0

TCRE

PR2

PR1

PR0

可在任何时候读或写。

TOI:

定时器/计时器溢出中断使能。

0：

中断被禁止。

1：

当TOF标志被置位时发出硬件中断请求。

【注意】TOF标志位在TFLG中

TCRE：

定时器/计数器复位使能。

该位在通道7成功输出比较之后允许时钟计数器复位。

该操作模式类似于递增型计数器。

0：

计数器复位禁止，计数器自由计数。

1：

通道7成功输出比较后计数器将被复位。

【说明】如果TC7=$0000并且TCRE=1,TCNT将继续保持$0000。

如果TC7=$FFFF并且TCRE=1,当TCNT从$FFFF到$0000之间被复位后TOF将永远不被置位。

PR2,PR1,PR0:

计数器预分频选择。

这三位所决定的分频因子如下表所示。

分频因子选择

PR2

PR1

PR0

PrescaleFactor

0

0

0

1

0

0

1

2

0

1

0

4

0

1

1

8

1

0

0

16

1

0

1

32

1

1

0

64

1

1

1

128

【说明】新设定的分频因子不会立即起作用，直到下一个触发沿到来那里所有预分频计数器值均为零。

3、控制寄存器（TCTLl-TCTL4）

TCTLl-TCTL4分为两组，分别对IC和OC电路进行设定，每组16个二进制位，每两个二进制位管理一个通道。

其中TCTLl、TCTL2设定各个OC通道匹配时的动作，包括切断OC与输出引脚的联系，而TCTL3、TCTL4设定IC响应引脚的何种动作，包括禁止IC的响应。

TCTL1寄存器偏移量：

$0008

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

OM7

OL7

OM6

OL6

OM5

OL5

OM4

OL4

TCTL2寄存器偏移量：

$0009

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

OM3

OL3

OM2

OL2

OM1

OL1

OM0

OL0

可在任何时候读或写。

OMn、OLn分别设定输出方式和输出电平，这8对控制位（OM7、OL7---OMO、OL0）编码后用于指定通道比较成功后的输出动作。

如果每对当中至少有一个为1，对应引脚就固定为相应通道的输出，而与DDRT中的对应位无关。

当二者同时为0时，OC与输出引脚断开。

输出比较动作设置

OMn

OLn

动作

0

0

定时器与引脚断开

0

1

OCn输出翻转

1

0

OCn输出清零

1

1

OCn输出置1

TCTL3寄存器偏移量：

$000A

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

EDG7B

EDG7A

EDG6B

EDG6A

EDG5B

EDG5A

EDG4B

EDG4A

TCTL4寄存器偏移量：

$000B

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

EDG3B

EDG3A

EDG2B

EDG2A

EDG1B

EDG1A

EDG0B

EDG0A

可在任何时候读或写。

各个控制位的作用如下：

EDGnB、EDGnA输入捕捉边沿控制位，这8对控制位（EDG7B、EDG7A—EDG0B、EDG0A）对输入捕捉的边沿检测电路进行设置。

当二者同时为0时，IC与输入引脚断开。

输入捕捉边沿检测电路设置

EDGnB

EDGnA

边沿检测电路设置

0

0

禁止捕捉

0

1

捕捉上升沿

1

0

捕捉下降沿

1

1

上升沿下降沿均捕捉

【注意】为了使OMn、OLn指定的引脚动作有效，OC7M中的对应位必须清0。

若要使用16位脉冲累加器A和B，并使它们分别独立于IC／OC7和IC／OC0，必须设置对应的IOSn：

1、OMn=0、OLn=0，同时寄存器OC7M中的OC7M7、OC7M0位必须清0。

4、主定时器中断标志寄存器（TFLG1、TFLG2）

5、TFLG1寄存器偏移量：

$000E

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

C7F

C6F

C5F

C4F

C3F

C2F

C1F

C0F

TFLG2寄存器偏移量：

$000F

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

TOF

0

0

0

0

0

0

0

所示的TFLG1、TFLG2为中断标志寄存器，其中TFLG1对应8个IC／OC通道，当某CnF=1时说明对应的IC／OC通道有动作，表明该通道有中断事件发生。

TFLG2只有一个标志位TOF，作为核心计数器的中断请求标志。

当TOF=1时说明核心计数器溢出。

要清除某个标志位，只需向该位写1，向某位写0不影响该位的状态。

当TSCR中的TFFCA位置位时，读IC通道或写OC通道（$10-$1F）将自动清除该通道标志CnF，对TCNT的任何访问将自动清除TFLG2。

CnF：

IC／OC通道中断请求标志。

0：

上次清除标志以来，IC／OC通道没有有效动作。

1：

IC／OC通道已经出现动作。

将寄存器ICSYS（$2B）中的TFMOD位和ICOVW寄存器（$2A）联合使用，可以使定时器在两次捕捉后才产生中断，而不是每次捕捉均产生动作。

两次捕捉结果分别在捕捉和保持寄存器里面。

TOF：

定时器溢出标志，当16位自由定时器从$FFFF回滚到$0000时，该位置位。

将$80写入到TFLG2将自动清除该位（写1清零）。

详见前面关于TMSK2中TCRE控制位的解释。

5、计时器中断使能寄存器（TIE）

寄存器偏移量：

$000C

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

C7I

C6I

C5I

C4I

C3I

C2I

C1I

C0I

可在任何时候读或写。

TIE寄存器中的位与状态寄存器TFLG1中的标志位相对应。

如果将TIE中的某位清0，相应的标志位就不能引起硬件中断。

如果被置1，相应的标志位就可以引起中断。

C7I-C0I:

输入捕捉/输出比较“x”中断使能。

6、IC／OC选择寄存器（TIOS）

寄存器偏移量：

$0000

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

IOS7

IOS6

IOS5

IOS4

IOS3

IOS2

IOS1

IOS0

TIOS寄存器用于指定各个通道的功能，即工作于IC还是OC方式。

当某位IOSn=0时，对应的通道n为输入捕捉（1C）通道，否则当IOSn=1时，通道n为输出比较（OC）通道。

其中的各位可以在任何时候写入或读出。

【说明】上电后该寄存器默认为$00，TSCR中的TEN默认也为0，这时所有通道处于通用I／O方式，将TEN置位后各个通道进入IC方式，要将某些通道设置成OC方式，必须对TIOS进行设置，即将有关位置1。

设置成OC的通道其引脚具有降功率驱动功能，设置成IC的通道具有内部上拉功能，但上电后均处于关闭状态，可以根据需要启用。

7、IC／OC寄存器（TC0-TC7）

每个IC或OC通道都设置有一个16位的寄存器，对于IC（输入捕捉）通道，当通道的边沿探测器检测到由EDGnA、EDGnB指定的条件时，将自由定时器的值捕捉到寄存器TCn，随后程序可以读取和处理；对于OC（输出比较）通道，程序将预定的时刻写入到TCn，当自由定时器的值与其相等时，触发由OMn、OLn所指定的输出动作。

定时器模块共有TC7-TC0等8个16位IC／OC寄存器。

TC0寄存器偏移量：

$0010-$0011

Bit15

Bit14

Bit13

Bit12

Bit11

Bit10

Bit9

Bit8

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

TC1寄存器偏移量：

$0012-$0013

Bit15

Bit14

Bit13

Bit12

Bit11

Bit10

Bit9

Bit8

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

TC2寄存器偏移量：

$0014-$0015

Bit15

Bit14

Bit13

Bit12

Bit11

Bit10

Bit9

Bit8

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

TC3寄存器偏移量：

$0016-$0017

Bit15

Bit14

Bit13

Bit12

Bit11

Bit10

Bit9

Bit8

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

TC4寄存器偏移量：

$0018-$0019

Bit15

Bit14

Bit13

Bit12

Bit11

Bit10

Bit9

Bit8

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

TC5寄存器偏移量：

$001A-$001B

Bit15

Bit14

Bit13

Bit12

Bit11

Bit10

Bit9

Bit8

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

TC6寄存器偏移量：

$001C-$001D

Bit15

Bit14

Bit13

Bit12

Bit11

Bit10

Bit9

Bit8

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

TC7寄存器偏移量：

$001E-$001F

Bit15

Bit14

Bit13

Bit12

Bit11

Bit10

Bit9

Bit8

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

8、定时器核心寄存器（TCNT）

寄存器偏移量：

$0004-$0005

Bit15

Bit14

Bit13

Bit12

Bit11

Bit10

Bit9

Bit8

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

TCNT是递增计数器，它不停地对内部时钟信号计数、程序可随时读取，但在普通模式下禁止写入。

TCNT应按字访问，分别访问高、低字节可能得到错误的结果。

【说明】在特殊模式下，TCNT可写，但因为写操作与预分频器时钟不同步，TCNT寄存器写入后，其第一个周期可能是一个不同的值。

9、输出比较通道7屏蔽寄存器（OC7M）

寄存器偏移量$0002

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

OC7M7

OC7M6

OC7M5

OC7M4

OC7M3

OC7M2

OC7M1

OC7M0

可在任何时候读或写。

前面已经说明，OC7具有特殊地位，它匹配时可以直接改变其他7个输出引脚的状态，并覆盖各个引脚原来的匹配动作结果，寄存器OC7M决定哪些通道将处于OC7的管理之下。

OC7M中的各位与PORTT口寄存器的各位一一对应。

当通过TIOS将某个通道设定为输出比较时，将OC7M中的相应位置1，对应的引脚就是输出状态，与DDR中的对应位的状态无关。

但OC7Mn并不改变DDR相应位的状态。

OC7M具有更高的优先级，它优于通过TCTL1和TCTL2寄存器中的OMn和OLn设定的引脚动作，若OC7M中某个位置1，就会阻止相应引脚上由OM和OL设定的动作。

10、输出比较通道7数据寄存器（OC7D）

寄存器偏移量：

$0003

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3

Bit2

Bit1

Bit0

OC7D7

OC7D6

OC7D5

OC7D4

OC7D3

OC7D2

OC7D1

OC7D0

可在任何时候读或写。

OC7M对于其他OC输出引脚的管理限于将某个二进制值送到对应引脚，这个值保存在寄存器OC7D中的对应位中。

当OC7匹配成功后，若某个OC7Mn=1，则内部逻辑将OC7Dn送到对应引脚。

OC7D中的各位与PORTT口寄存器的各位一一对应。

当通道7比较成功时，如果OC7M中的某个位为1，OC7D中的对应位将被输出到PORTT的对应引脚。

当OC7M中的某个位为1时，通道7匹配成功的动作如果与通道6-0的动作发生在同一个周期，前者将覆盖后者。

因此各个通道的动作将依赖于OC7D中各个位的设置。

写S12XS128程序（24）--Timer模块应用实例1

输入捕捉（IC）编程步骤：

初始化函数

TIOS---选择工作方式为IC

TCTLx---设置对应位输入捕捉的方式（x=3、4，高位是3，低位是4）

TSCRx---控制寄存器设置，包括工作使能、确定工作方式（x=1）、中断允许、预分频

TIE---中断使能

中断函数

清除标志位---TFLG1

处理函数

【例程3】

//---------------------------------------------------------------------------//

//功能说明：

利用PP3通道产生40Hz，占空比为50%的方波

//利用PT0采集方波的个数，并在PB口显示

//程序设计：

电子设计吧

//设计时间：

2010.01.13

//---------------------------------------------------------------------------//

#include/*commondefinesandmacros*/

#include/*derivativeinformation*/

#pragmaLINK_INFODERIVATIVE"mc9s12dg128b"

unsignedintInput_Nu