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ZigBee基础实验（三）--定时器1

1、定时器1概述
定时器1 是一个支持典型的定时/计数功能的独立16 位定时器，支持输入捕获，输出比较和PWM等功能。定时器有五个独立的捕获/比较通道。每个通道定时器要使用一个I/O 引脚。定时器用于范围广泛的控制和测量应用，可用的五个通道的正计数/倒计数模式将允许诸如电机控制应用的实现。

定时器1 的功能如下：
? 五个捕获/比较通道
? 上升沿、下降沿或任何边沿的输入捕获
? 设置、清除或切换输出比较
? 自由运行、模或正计数/倒计数操作
? 可被1，8，32 或128 整除的时钟分频器
? 在每个捕获/比较和最终计数上生成中断请求
?DMA 触发功能

2、16 位计数器
【关于分频，时钟】定时器包括一个16 位计数器，在每个活动时钟边沿递增或递减。活动时钟边沿周期由寄存器位CLKCON.TICKSPD定义，它设置全球系统时钟的划分，提供了从0.25MHz 到32MHz 的不同的时钟标签频率（可以使用32 MHz XOSC 作为时钟源）。这在定时器1 中由T1CTL.DIV设置的分频器值进一步划分。这个分频器值可以从1、8、32 或128。因此当32 MHz 晶振用作系统时钟源时，定时器1 可以使用的最低时钟频率是1953.125Hz，最高是32 MHz。当16MHz RC 振荡器用作系统时钟源时，定时器1 可以使用的最高时钟频率是16MHz。
【读取定时器当前值】计数器可以作为一个自由运行计数器，一个模计数器或一个正计数/倒计数器运行，用于中心对齐的PWM。可以通过两个8 位的SFR 读取16 位的计数器值：T1CNTH 和T1CNTL，分别包含在高位字节和低位字节中。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 中读出。因此！！！T1CNTL 必须总是在读取T1CNTH 之前首先读取。对T1CNTL 寄存器的所有写入访问将复位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。
【控制定时器】可以用T1CTL 控制寄存器设置启动并停止该计数器。当一个不是00 值的写入到T1CTL.MODE 时，计数器开始运行。如果00 写入到T1CTL.MODE，计数器停止在它现在的值上。

3、定时器1 操作
一般来说控制寄存器T1CTL 用于控制定时器操作。状态寄存器T1STAT 保存中断标志。各种操作模式如下所述。

4、自由运行模式
在自由运行操作模式下，计数器从0x0000 开始，每个活动时钟边沿增加1。当计数器达到0xFFFF（溢出），计数器载入0x0000，继续递增它的值，如图1 所示。当达到最终计数值0xFFFF，设置标志IRCON.T1IF 和T1STAT.OVFIF。如果设置了相应的中断屏蔽位TIMIF.OVFIM 以及IEN1.T1EN，将产生一个中断请求。自由运行模式可以用于产生独立的时间间隔，输出信号频率。（0xFFFF型）
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图1 自由运行模式

5、模模式
当定时器运行在模模式，16 位计数器从0x0000 开始，每个活动时钟边沿增加1。当计数器达到T1CC0（溢出），寄存器T1CC0H:T1CC0L 保存的最终计数值，计数器将复位到0x0000，并继续递增。如果定时器开始于T1CC0 以上的一个值，当达到最终计数值（0xFFFF）时，设置标志IRCON.T1IF 和T1CTL.OVFIF。如果设置了相应的中断屏蔽位TIMIF.OVFIM 以及IEN1.T1EN，将产生一个中断请求。模模式可以用于周期不是0xFFFF的应用程序。计数器的操作展示在图2 中。（自定义上限型）
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图2 模模式

6、正计数/倒计数模式
在正计数/倒计数模式，计数器反复从0x0000 开始，正计数直到达到T1CC0H:T1CC0L 保存的值。然后计数器将倒计数直到0x0000，如图3 所示。这个定时器用于周期必须是对称输出脉冲而不是0xFFFF 的应用程序，因此允许中心对齐的PWM 输出应用的实现。在正计数/倒计数模式，当达到最终计数值时，设置标志IRCON.T1IF 和T1CTL.OVFIF。如果设置了相应的中断屏蔽位TIMIF.OVFIM 以及IEN1.T1EN，将产生一个中断请求。（增减交替型）
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图3 正计数/倒计数模式

7、通道模式控制
通道模式随着每个通道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
当一个通道配置为输入捕获通道，和该通道相关的I/O 引脚必须被配置为输入。（什么是输入捕获模式，运作机制）在启动定时器之后，输入引脚的一个上升沿、下降沿或任何边沿都将触发一个捕获，即把16 位计数器内容捕获到相关的捕获寄存器中。因此定时器可以捕获一个外部事件发生的时间。（捕获外部事件发生时间）
注意：在定时器可以使用一个输入/输出引脚之前，所需的I/O 引脚必须配置为定时器1 的外设引脚。通道输入引脚和内部系统时钟是同步的。因此输入引脚上的脉冲的最低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 中读出。当捕获发生时，要设置IRCON.T1IF 标志和该通道的中断标志T1STAT.CHnIF（n 是通道号码）。如果分别设置了相应的中断屏蔽位T1CCTLn.IM，以及IEN1.T1EN，将产生一个中断请求。

9、输出比较模式（最难理解的一个，下面的边沿对其和中心对其其实是基于输出比较的运作核心，用上面讲的几种简单的模式实现PWM，中心对齐是利用模模模式实现的）
在输出比较模式中，与通道相关的IO要设置为输出模式。（什么是输出比较模式，运作机制）在定时器启动后, 计数器的内容会和通道比较寄存器中的内容T1CCnH:T1CCnL做比较。如果这两个内容（值）相等，输出引脚根据比较输出模式T1CCTLn.CMP的设置进行设置、复位或切换。（核心就是将T1CC0的值和每个通道寄存器中的值比较，相等了则产生中断等）
注意：输出引脚运行在一个给定输出比较模式下时，它上面的所有边沿都是无故障运行的。
写入比较寄存器T1CCnL 将被缓冲，这样写入到T1CCnL 的值不起作用，直到相应的高位寄存器T1CCnH 被写入。写入比较寄存器T1CCnH:T1CCnL 对于输出比较值不起作用，直到定时器达到0x00。
注意：通道0 的输出比较模式较少，因为T1CC0H:T1CC0L 在模式6 和7 有一个特殊功能，这意味着这些模式对于通道0 是不能使用的。
当发生一个比较时，设置IRCON.T1IF 标志和该通道的中断标志T1STAT.CHnIF（n 是通道号码）。如果分别设置了相应的中断屏蔽位T1CCTLn.IM，以及IEN1.T1EN，将产生一个中断请求。
不同定时器模式下输出比较模式的例子给定在以下图中。
边沿对齐：PWM 输出信号可以使用定时器在自由运行模式下，通道1 和2 在输出比较模式6 或7（第6和第7条线）下生成（由T1CCTLn.CMP 位定义，其中n 是1 或2），如图4 所示。PWM 信号的周期通过设置T1CC0 确定，通道输出的占空比由T1CCn 确定，其中n 是PWM 通道1 或2。也可以使用定时器自由运行模式。在这种情况下，T1CTL.DIV 位中的CLKCON.TICKSPD 和分频器值设置PWM 信号的周期。PWM 信号的极性由使用的是输出比较模式6 还是7 确定。PWM 输出信号还可以使用图4 所示的输出比较模式4 和5，或通过使用图5 所示的模模式生成。对于简单的PWM，最好使用使用输出比较模式4 和5 来生成。
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图4 输出比较模式，定时器自由运行模式
图中0、1、2...6是7种模式，左边的波形对应每种模式

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图5 输出比较模式，定时器模模式

中心对齐：PWM 输出可以通过选择定时器正计数/倒计数模式生成。根据PWM 信号所需的极性选择通道输出比较模式4 或5（由T1CCTLn.CMP 位定义，其中n 是1 或2）。PWM 信号的周期由T1CC0 确定，通道输出的占空比由T1CCn 确定，其中n 是PWM 通道1 或2。某些类型的电机驱动应用程序会需要中心对齐的PWM 模式，一般地这比边沿对齐的PWM 模式产生的噪音更少，因为I/O 引脚传输不集中在同一个时钟边沿上。
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图6输出比较模式，定时器正计数/倒计数模式

（附加小姿势）在一些类型的应用程序中，需要在输出之间定义一个延迟或死亡的时间。典型地，这用于输出驱动一个H桥配置，以避免H 桥的一边交叉传导失控。延迟或死亡时间可以通过使用T1CCn 在PWM 输出中获得，如下所示：
假定通道1 和通道2 使用定时器正计数/倒计数模式，用于驱动输出，且这两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）是：
tP = T1CC0 x 2
死亡时间，即两个输出都为低电平的时间，（定时器1 的时钟周期）是：
tD = T1CC1 – T1CC2
当下列情况发生，比较输出引脚初始化为表9-1 所列的值：
【ZigBee基础实验（三）--定时器1】

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