无线通信技术综合训练实验指导书I(CC2530基础)实验七

实验七定时器1实验第86页实验七定时器1实验定时器1是一个支持典型定时器/计数器功能（比如输入捕获、输出比较和PWM功能）的独立16位定时器。它有5个独立的捕获/比较通道。每个通道使用一个I/O引脚。该定时器用于范围广泛的控制和测量应用，5个通道具备正计数/倒计数模式，将允许例如电机控制应用的实现。本实验学习定时器1工作模式、溢出查询或中断响应。一、实验目的通过本实验的学习，熟悉CC2530芯片定时器1相关寄存器的配置和使用方法。1.掌握CC2530定时器1操作模式；2.熟悉CC2530芯片定时器1相关寄存器配置和使用方法；3.掌握CC2530芯片定时器1溢出查询响应方式；4.掌握CC2530芯片定时器1中断响应处理方法；5.了解CC2530芯片定时器1输入捕获模式；6.了解CC2530芯片定时器1输出比较模式。二、实验内容1.在CC2530节点开发板上，定时器1自由重装模式、溢出查询控制LED闪烁；2.在CC2530节点开发板上，定时器1工作于正计数/倒计数模式，产生0.1s定时，按键控制秒表启动、停止、复位，LCD显示秒表信息；3.在CC2530节点开发板上，启用定时器1，产生1s定时，按键控制或PC串口校准时间，时钟信息LCD显示并能串口发送给PC；4.在CC2530节点开发板上，定时器1输入捕获模式/输出比较模式控制LED闪烁。三、实验条件1.用户PC机（装有MicrosoftWindowsXP系统）正确安装IAREmbeddedWorkbenchfor8051集成开发环境；2.CC2530节点开发板（插有CC2530模块，带LCD模块）1块；3.CCDebugger多功能调试器1个；4.USB连接线1根；5.串口连接线1根；6.杜邦线若干；7.5V电源1个。四、实验原理1.定时器1（16位定时器）定时器1具有下列特点：¾5个捕获/比较通道；¾上升沿、下降沿或任何边沿输入捕获；¾设置、清除或切换输出比较；¾自由运行、模或正计数/倒计数操作；¾1、8、32或128时钟分频；¾在每个捕获/比较和最终计数上产生中断请求；¾DMA触发功能。2.16位计数器无线通信技术综合训练实验指导书ICC2530基础第87页定时器1包含一个16位计数器，该计数器在每个有效时钟边沿递增或递减。有效时钟边沿周期由寄存器位CLKCONCMD.TICKSPD定义，它设置全局系统时钟划分，提供了一个从0.25MHz到32MHz的变量时钟tick频率（使用32MHz晶体振荡器作为时钟源）。这在定时器1中由T1CTL.DIV给定的分频值进一步划分。这个分频值可以为1、8、32或128。因此当使用32MHz晶体振荡器作为系统时钟源时，定时器1使用的最低时钟频率为1953.125Hz，最高时钟频率为32MHz。当使用16MHzRC振荡器作为系统时钟源时，定时器1使用的最高时钟频率为16MHz。计数器可以运行为自由运行计数器、模计数器或者在中心对齐PWM里使用的正计数器/倒计数器。可以通过2个8位SFR寄存器T1CNTH和T1CNTL（分别包含高位字节和低位字节）读取16位计数器的值。当读取T1CNTL时，计数器的高位字节在那时被缓冲到T1CNTH，以便高位字节可以从T1CNTH读出。因此在读T1CNTH之前总是首先读取T1CNTL。所有对T1CNTL寄存器的写访问将复位16位计数器。当达到最终计数值（溢出）时，计数器产生一个中断请求。用T1CTL控制寄存器设置可以启动和停止该计数器。当T1CTL.MODE写入一个不是00的值时，计数器开始运行。如果T1CTL.MODE写为00，计数器在写入该值的时候停止。3.定时器1操作控制寄存器T1CTL通常用来控制定时器1操作。状态寄存器T1STAT保持中断标志。下面将描述不同的定时操作模式。4.自由运行模式在自由运行操作模式，计数器从0x0000开始，并且在每一个有效时钟边沿增加1。如图3-7-1所示，当计数器到达0xFFFF（溢出）时，计数器载入0x0000继续进行递增。当达到最终计数值0xFFFF，T1STAT.OVFIF溢出标志置1；如果定时器1中断屏蔽位TIMIF.OVFIM被置位（默认置位），则IRCON.T1IF中断标志置1；如果总中断使能IEN0.EA和定时器1中断使能IEN1.T1IE被设置有效，将产生一个中断请求。自由运行模式用于产生独立的时间间隔和输出信号频率。图3-7-1定时器1自由运行模式5.模模式当定时器运行于模模式，16位计数器从0x0000开始，并且在每一个有效时钟边沿增加1。当计数器达到保存在寄存器T1CC0H:T1CC0L里的最终计数值T1CC0时，计数器复位到0x0000继续进行递增。如果定时器从一个大于T1CC0的值开始，当到达最终计数值（0xFFFF）时，T1STAT.OVFIF溢出标志置1；如果定时器1中断屏蔽位TIMIF.OVFIM被置位（默认置位），则IRCON.T1IF中断标志置1；如果总中断使能IEN0.EA和定时器1中断使能IEN1.T1IE被设置有效，将产生一个中断图3-7-2定时器1模模式实验七定时器1实验第88页请求。模模式下，若要周期地产生中断，需要T1CCTL0使能通道0比较模式及中断使能。模模式可以用在周期不必是0xFFFF的应用中。模模式计数操作如图3-7-2所示。6.正计数/倒计数模式在正计数/倒计数定时器模式，如图3-7-3所示，计数器反复从0x0000开始相加直到达到保存在T1CC0H:T1CC0L里的值，然后计数器倒计数直到0x0000。当要求带有周期的对称输出脉冲，而不是0xFFFF时，使用这种定时器模式，因而允许中心对齐PWM输出应用的实现。在这种模式下，当计数器值达到0x0000时，T1STAT.OVFIF溢出标志置1；如果定时器1中断屏蔽位TIMIF.OVFIM被置位（默认置位），则IRCON.T1IF中断标志置1；如果总中断使能IEN0.EA和定时器1中断使能IEN1.T1IE被设置有效，将产生一个中断请求。图3-7-3定时器1正计数/倒计数模式7.通道模式控制通道模式在每个通道对应的控制和状态寄存器T1CCTLn设置。设置包括输入捕获和输出比较模式。8.输入捕获模式当一个通道被配置为输入捕获通道，和该通道相连的I/O引脚配置为输入。定时器启动后，输入引脚上的上升沿、下降沿或任何边沿都将触发一个捕获，即16位计数器的内容捕获到相关的捕获寄存器中。因此，该定时器能捕获一个外部事件发生的时间。注意：在使用I/O作为定时器引脚前，要求I/O引脚必须配置为定时器的外部设备引脚。通道输入引脚和内部系统时钟同步。因此输入引脚上脉冲的最小持续时间必须大于系统时钟周期。16位捕获寄存器的内容从寄存器T1CCnH:T1CCnL读出。当捕获发生时，通道中断标志TISTAT.CHnIF（n为通道号）置1；如果定时器1通道中断屏蔽位T1CCTLn.IM置1（默认置位），则IRCON.T1IF中断标志置1如果总中断使能IEN0.EA和定时器1中断使能IEN1.T1IE被设置有效，将产生一个中断请求。9.输出比较模式在输出比较模式，和该通道相连的I/O引脚配置为输出。定时器启动后，对计数器里的内容和通道比较寄存器T1CCnH:T1CCnL的内容进行比较。如果比较寄存器和计数器的内容一样，根据由T1CCTLn.CMP设置的比较输出模式，进行输出引脚置1、复位或者切换。写入比较寄存器T1CCnL是被缓冲的，这样在相应的高位寄存器T1CCnH写入之前，写给T1CCnL的值将不起作用。在计数器值为0x00之前，写入比较寄存器T1CCnH:T1CCnL对于输出比较值都不起作用。注意：因为在模式5和模式6里T1CC0H:T1CC0L有一个特殊功能，也就是说对于通道0来说这2个模式是不可用的，所以通道0的输出比较模式较少。当发生一个比较时，通道中断标志TISTAT.CHnIF（n为通道号）置1；如果定时器1通道中断屏蔽位T1CCTLn.IM置1（默认置位），则IRCON.T1IF中断标志置1如果总中断使能IEN0.EA和定时器1中断使能IEN1.T1IE被设置有效，将产生一个中断请求。下面的图给出了不同定时器模式下输出比较的例子。边沿对齐：如图3-7-4所示，使用定时器模模式且通道n在输出比较模式5或6（由无线通信技术综合训练实验指导书ICC2530基础第89页T1CCTLn.CMP位定义，n为1、2、3或4）下，将产生一个PWM输出信号。T1CC0的设置决定PWM信号周期，T1CCn（n代表PWM通道1、2、3或4）的设置决定占空比。使用模模式，输出比较模式3和4也可以产生PWM输出信号。图3-7-4输出比较模式，定时器1模模式也可以使用定时器自由运行模式。当使用自由运行模式，CLKCONCMD.TICKSPD和在T1CTL.DIV位的预分频划分值一起设置PWM信号周期。PWM信号的极性由使用的输出比较模式是5或6来决定。使用输出比较模式3和4也可以产生PWM输出信号，如图3-7-5所示。对于简单的PWM，最好使用输出比较模式3和4。中心对齐：如图3-7-6所示，选择定时器正计数/倒计数模式可以产生PWM输出。通道输出比较模式选择3或4（由T1CCTLn.CMP位定义，n为1、2、3或4）取决于PWM信号的极性要求。T1CC0决定PWM信号周期，T1CCn（n代表PWM通道1、2、3或4）决定通道输出的占空比。某些类型的电机驱动应用要求使用中心对齐PWM模式，因为I/O引脚传输不是排在同一个时钟边沿上，所以通常中心对齐PWM模式比边沿对齐PWM模式产生的噪声要少。在某些应用类型中，需要在输出间定义一个延迟或停滞时间。通常这用于输出驱动一个H桥配置的时候，以此避免在H桥的一边交叉传导失控。使用T1CCn可以获得在PWM输出中的延迟或停滞时间。实验七定时器1实验第90页图3-7-5输出比较模式，定时器自由运行模式假设通道1和通道2使用定时器正计数/倒计数模式，用于驱动输入，且这2个通道分别使用输出比较模式4和5，那么定时器周期（定时器1的时钟周期）201×=CCTtp，那么停滞时间即2个输出都为低的时间（定时器1的时钟周期）2111CCTCCTtD−=。当0x7被写到T1CCTLn.CMP（通道n）时，比较输出引脚初始化为表3-7-1中列出的值。表3-7-1初始的比较输出值（比较模式）比较模式（T1CCTLn.CMP）初始的比较输出在比较上设置输出（000）0在比较上清除输出（001）1在比较上切换输出（010）0在正计数/倒计数模式下，在正计数比较上设置输出，在倒计数比较上清除输出（011）0不是正计数/倒计数模式下，在比较上设置输出，在0上清除输出（011）0在正计数/倒计数模式下，在正计数比较上清除输出，在倒计数比较上设置输出（100）1不是正计数/倒计数模式下，在比较上清除输出，在0上设置输出（100）1等于T1CC0时清除输出，等于T1CCn时设置输出（101）0等于T1CC0时设置输出，等于T1CCn时清除输出（110）1无线通信技术综合训练实验指导书ICC2530基础第91页图3-7-6输出比较模式，定时器正计数/倒计数模式10.定时器1中断为定时器1分配了一个中断向量。当下面任何一个定时器事件发生时，将产生一个中断请求：¾计数器达到最终计数值（溢出或者在0附近）；¾输入捕获事件；¾输出比较事件。寄存器状态寄存器T1STAT包含最终计数值事件中断标志，以及5个通道的比较/捕获事件的中断标志。只有在设置IEN1.T1EN时相应的中断屏蔽位置位时才能产生一个中断请求。通道n的中断屏蔽位为T1CCTLn.IM，溢出事件的中断屏蔽位为TIMIF.OVFIM。如果有其它未决中断，在产生一个新的中断请求之前，必须通过软件清除相应的中断标志。此外，如果相应的中断标志置位，使能一个中断屏蔽位将产生一个新的中断请求。11.定时器1定时相关寄存器定时器1定时相关寄存器包括：T1CNTH（定时器1计数高位寄存器）、T1CNTL（定时器1计数低位寄存器）、T1CTL（定时