第6章 定时器相关模块

第6章定时器相关模块

本章导读：本章讲述了计数器/定时器的一般工作原理，介绍K60N512的定时接口模块（PDB、 FTM、PIT、LPTMR、CMT和RTC )的基本功能与编程基础，并给出具体的例子，读者要仔细体会各种不同的使用方法，并将这些方法运用到具体的应用中。本章知识点有①计数器/定时器的工作原理；②可编程延时模块PDB;③Flex定时器FTM;④周期中断定时器PIT;

⑤低功耗定时器LPTMR;⑥载波调制传输接口 CMT;⑦实时时钟RTC。

6.1计数器/定时器的基本工作原理

在嵌入式应用系统中，有时要求能对外部脉冲信号或开关信号进行计数，这可通过计数器来完成。有些设备要求每间隔一定时间开启并在一段时间后关闭，有些指示灯要求不断地闪烁，这可利用定时信号来完成。个人计算机也经常要用到定时信号，如系统日历时钟的计时、产生不同频率的声源等。在计算机系统屮，计数与定时问题的解决方法是一致的，只不过是同一个问题的两种表现形式。

实现计数与定时的基本方法有三种:完全硬件方式、完全软件方式、可编程计数器/定时器。

1.完全硬件方式

在过去的许多仪器仪表或设备中，需要进行延时、定时或计数，经常使用数字逻辑电路实现, 即完全用硬件电路实现计数/定时功能，若要改变计数/定时的要求，必须改变电路参数，通用性和灵活性差。在微型电子计算机出现以后，特別是随着单片微型计算机的发展与普及，这种完全硬件方式实现定时与计数的方法已较少使用。

2.完全软件方式

在计算机中，通过编程利用计算机执行指令的时间实现定时,称为完全软件方式，简称软件方式。在这种方式中，一般是根据所需要的时间常数来设计一个延时子程序，延时子程序中包含一定的指令，设计者要对这些指令的执行时间进行精确的计算和测试，以便确定延时时间是否符合要求。当时间常数比较大时,常常将延时子程序设计为一个循环程序，通过循环常数和循环体内的指令来确定延时时间。这样，每当延时子程序结束以后，可以直接转入下而的操作，也可以用输出指令产生一个信号作为定时输出。这种方法的优点是节省硬件。主要缺点是执行延时程序期间，CPU一直被占用，所以降低了CPU的使用效率，也不容易提供多作业环境；另外，设计延时子程序时，要用指令执行时间来拼凑延时时间，显得比较麻烦。不过，这种方法在实际应用中还是经常使用的，尤其是在已有系统上作软件开发时，以及延时时间较小而重复次数又较少的情况。在计算机控制软件开发过程中，作为粗略的延时，经常使用软件方法来实现定时。

3.可编程计数器/定时器

利用专门的可编程计数器/定时器实现计数与定时，克服了完全硬件方式与完全软件方式的缺点，综合利用了它们各自的优点，其计数/定时功能可由程序灵活地设置，设定之后与CPU 并行地工作，不占用CPU的工作时间。应用可编程计数器/定时器，在简单的软件控制下，可以产生准确的时间延时。这种方法的主要思想是根据需要的定时时间，用指令对计数器/定时器设置定时常数，并用指令启动计数器/定时器开始计数，当计数到指定值时，便自动产生一个定时输出。在计数器/定时器开始工作以后，CPU不必去管它，而可以去做其他工作。这种方法最突出的优点是计数时不占用CPU的时间，如果利用计数器/定时器产生中断

信号还可以建立多作业的环境，所以可大大提高CPU的利用率。加上计数器/定时器本身的开销并不很大，因此这种方法在微机应用系统中得到了广泛的使用。

K60的定时器接口模块包括了六个子模块：可编程延迟模块PDB、Flex定时器模块FTM、周期中断定时器模块PIT、低功耗定时器模块LPTMR、载波调制发射器模块CMT，以及实时时钟模块RTC。下面逐个介绍这几个模块。

6.2可编程延迟模块PDB

6.2.1P D B的基础知识

可编程延迟模块（Programmable Delay Block, PDB)可以提供从内部/外部触发源、可编程间隔到A/D转换（Analog To Digital Convert, ADC)的硬件触发，也可以提供D/A转换模块(Digital-to-Analog Converter, DAC)间隔触发的可控时延，这样就可以为ADC转换和DAC输出提供精确的时间。由于本章涉及ADC与DAC的内容，读者可以先阅读后面的章节再进行本节的学习。另外，PDB模块还可以选择性提供脉冲输出。

PDB模块包含高达15种输入触发中断源和软件触发中断源、8路的可配置用于ADC触发的PDB通道、8路的DAC内部触发源和8路的脉冲输出。PDB结构框图如图6-1所示。

在图中，只显示了PDB通道n，DAC间隔触发器x以及脉冲输出y (用虚线框表示），没有显示PDB使能控制逻辑与时序错误中断逻辑。

6.2.2P D B模块寄存器介绍

1）状态和控制寄存器（PDBx_SC）

2）模寄存器（PDBx_MOD）

PDBx_MOD位寄存器

位描述

31-16：预留预留，只读，值为0

4）中断延时寄存器（PDBc_IDL Y）

5）通道n控制寄存器1（PDBx_CHnC1）

每个PDB通道都有一个控制寄存器——CHnC1，用来控制每个PDB通道的功能。

6）通道n状态寄存器（PDBx_CHnS）

8）通道n延时1寄存器（PDBx_CHnDL Y1）

功能同通道n延时0寄存器，不再赘述。

9）DAC间隔触发器n控制寄存器（PDBx_DACINTCn）

10）DAC间隔n寄存器（PDBx_DACINTn）

11）脉冲输出n使能寄存器（PDBx_POnEN）

12）脉冲输出n延时寄存器（PDBx_POnDL Y）

6.2.3 PDB模块概要与编程要点

1.PDB输入触发源选择

PDB有多达15个输入触发源，叫做Trigger-In 0〜14，在图6-1中可以看到，它们与