定时器计数器和模块精选PPT.ppt
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1、定时器计数器和模块定时器计数器和模块第1页,此课件共48页哦本章内容本章内容 本章介绍了定时器、计数器、PWM模块,以及使用PWM方式控制LED的实现。在介绍定时器、计数器和PWM模块时,分别介绍了这些模块的功能和一些典型应用。在介绍PWM控制LED的实现中,详细介绍了使用PSoC Creator实现的设计方法和设计流程。第2页,此课件共48页哦定时器模块定时器模块-定时器模块功能概述定时器模块功能概述 定时器模块提供了捕获定时器用于确定硬件事件的时间间隔。定时器提供了一种简单的方法来精确的确定实时事件的时序,几乎不需要事件的时序,几乎不需要CPUCPU的干预。定时器元件与其它的干预。定时器元
2、件与其它模拟和数字元件一起使用来建立更复杂的外设。模拟和数字元件一起使用来建立更复杂的外设。定时器模块的实现有两种方式:固定功能和定时器模块的实现有两种方式:固定功能和UDBUDB。当布局选项使用固定模式配置定时器模块时,定时器被放置布局选项使用固定模式配置定时器模块时,定时器被放置在芯片的固定功能块内。当使用固定功能的配置时,定时器为一个简单的定时装置,如下图所示。器为一个简单的定时装置,如下图所示。第3页,此课件共48页哦定时器模块定时器模块-定时器模块功能概述定时器模块功能概述其功能包括:其功能包括:n n只有8/16位模式;n n在只有计数停止和/或捕获 时产生中断;n n只在上升沿捕
3、获;n n必须运行在连续模式,不可使用触发模式;n n禁止7位捕获计数器;定时器固定功能实现定时器固定功能实现第4页,此课件共48页哦定时器模块定时器模块-定时器模块功能概述定时器模块功能概述 而当使用而当使用UDBUDB的配置时,计数器具有可配置的复杂功能,如右图所示,其功能主要包括:n n8/16/24/32位分辨率;n n可配置的捕获模式;n n4个深度的捕获FIFO;n n可选的捕获边沿计数器;n n可配置的触发和中断;n n可配置的软件/硬件使能;n n连续或一次运行模式;图图 定时器定时器UDB实现实现第5页,此课件共48页哦定时器模块定时器模块-定时器模块的应用定时器模块的应用n
4、 n 1默认的定时器默认的定时器 如下图所示,实时的如下图所示,实时的TC输出表示计数值是否到达了预输出表示计数值是否到达了预设的停止计数值(设的停止计数值(0)。周期是可编程的,范围为12*12*分辨率辨率-1。默认的捕获功能配置成捕获默认的捕获功能配置成捕获Capture输入的上升沿。在输入的上升沿。在固定功能时,只允许连续模式。固定功能时,只允许连续模式。默认定时器的波形默认定时器的波形第6页,此课件共48页哦定时器模块定时器模块-定时器模块的应用定时器模块的应用n n 2高/低时间测量模式 定时经常用来测量信号高和低得时间。定时器配置成定时经常用来测量信号高和低得时间。定时器配置成使实
5、现更加简单。通过配置使实现更加简单。通过配置Trigger Mode为“Rising Edge”Rising Edge”和和Capture ModeCapture Mode为为“Either Edge”,定时器将在周期值的第,定时器将在周期值的第一个上升沿启动,之后在输入信号的每个跳变沿捕获。一个上升沿启动,之后在输入信号的每个跳变沿捕获。高高/低时间测量模式低时间测量模式第7页,此课件共48页哦定时器模块定时器模块-定时器模块的应用定时器模块的应用 如上图所示,只要从捕获FIFOFIFO中读取数据,捕获的高和低时间就可以按照下式进行计算:高和低时间就可以按照下式进行计算:n n高时间高时间#
6、1=#1=(Period-Capture#1Period-Capture#1)*时钟频率;时钟频率;(1 1)n n低时间低时间#2=#2=(Capture#1-Capture#2Capture#1-Capture#2)*时钟频率;(时钟频率;(2 2)n n高时间高时间#2=#2=(Capture#2-Capture#3Capture#2-Capture#3)*时钟频率;(时钟频率;(3 3)第8页,此课件共48页哦计数器模块计数器模块-计数器模块功能概述计数器模块功能概述 计数器模块的实现有两种方式:固定功能和计数器模块的实现有两种方式:固定功能和UDB。当布局选项使用固定模式配置定时器模
7、块时,计数器被放置在芯片的固定功能块内。当使用固定功能的配置时,计数器为一个简单的计数器,如下图所示。时,计数器为一个简单的计数器,如下图所示。第9页,此课件共48页哦计数器模块计数器模块-计数器模块功能概述计数器模块功能概述 如右图所示,其功能包括:n n8/168/16位计数模式;位计数模式;n n只有向下计数;只有向下计数;n n在复位时,重新加载和停止计数;在复位时,重新加载和停止计数;n n只有停止计数时,产生中断。只有停止计数时,产生中断。固定功能计数器固定功能计数器第10页,此课件共48页哦计数器模块计数器模块-计数器模块功能概述计数器模块功能概述 而当使用而当使用UDBUDB的
8、配置时,计数器具有可配置的复杂功的配置时,计数器具有可配置的复杂功能,其功能主要包括:n n8/16/24/328/16/24/32位的计数模式;位的计数模式;n n可配置的向上、向下或者向上可配置的向上、向下或者向上 和向下计数模式;和向下计数模式;n n可选择的比较输出;可选择的比较输出;n n具有使能和复位输入来和其它具有使能和复位输入来和其它 元件同步;元件同步;n n一个可选择的捕获输入,在上升一个可选择的捕获输入,在上升 沿时将当前的计数值复制到存储区域。只要捕获沿时将当前的计数值复制到存储区域。只要捕获FIFOFIFO有空间,有空间,CPUCPU可以在任何时候读取捕获值,而没有时
9、序限制。捕获可以在任何时候读取捕获值,而没有时序限制。捕获FIFOFIFO允许允许保存最多保存最多4 4个捕获值。个捕获值。UDB模式下计数器实现模式下计数器实现第11页,此课件共48页哦计数器模块计数器模块-计数器模块的应用计数器模块的应用n n1.默认的计数器实现 如下图所示,计数器的默认配置提供了最基本的计数功能用于在输入时钟上升沿简单的增加计数值。当复位的时候,计数器归零。TCTC终止计数指示计数值是否达终止计数指示计数值是否达到了预设的计数初值。计数值的范围:12*12*分辨率分辨率-1-1。默认计数器实现波形默认计数器实现波形第12页,此课件共48页哦计数器模块计数器模块-计数器模
10、块的应用计数器模块的应用 比较输出是一个实时比较器,将计数值和在比较配比较输出是一个实时比较器,将计数值和在比较配置所定义的值进行比较。默认的最大计数值为置所定义的值进行比较。默认的最大计数值为2*分辨率-1,比较的值设置为最大计数值的1/21/2。第13页,此课件共48页哦计数器模块计数器模块-计数器模块的应用计数器模块的应用n n2.时钟分频器的实现时钟分频器的实现 如果输入到计数器的时钟使用了默认的周期和比较参数设置,则比较器的输出为参数设置,则比较器的输出为50%的占空比,频率为输入时钟频率的入时钟频率的1/256。默认是计数值在。默认是计数值在0-1270-127时,输出为高,否则为
11、低。下图给出了时钟分频器的输出波形。该分频器的比较值设置为分频器的比较值设置为2,则结果是将输入时钟6分频,分频,有50%50%的占空比。时钟分频器的实现波形时钟分频器的实现波形第14页,此课件共48页哦计数器模块计数器模块-计数器模块的应用计数器模块的应用n n 3频率计数器的实现 添加硬件使能功能到基本的计数器将使用户很容易的实现频率的计数功能。如果使能信号被一个未知周期的信实现频率的计数功能。如果使能信号被一个未知周期的信号驱动,比如一个号驱动,比如一个1KHz1KHz的信号,从的信号,从0000开始向上计数,这样很容易的确定输入信号的频率。样很容易的确定输入信号的频率。频率计数器的实现
12、频率计数器的实现第15页,此课件共48页哦PWM模块模块-PWM模块概述模块概述 脉冲宽度调制模块(Pulse Width Modulator,PWMPWM)提供了比较输出用于产生单独或连续的时序和控制信号。提供了比较输出用于产生单独或连续的时序和控制信号。PWM提供了一种简单的方法来产生精确的复杂实时事件。件。PWMPWM模块可以产生最多两个左模块可以产生最多两个左/右对齐的右对齐的PWMPWM输出,1 1个中心对齐或双沿PWMPWM输出。PWM输出被双缓冲用于避免由于运行时占空比改变所产生的毛刺。左对齐所产生的毛刺。左对齐PWMPWM是通常使用的PWM形式。中心对齐心对齐PWMPWM经常使
13、用在ACAC电机控制来保证相位的对齐。电机控制来保证相位的对齐。双沿双沿PWMPWM被优化用于功率转换,在功率转换中必须调整被优化用于功率转换,在功率转换中必须调整相位。相位。第16页,此课件共48页哦PWM模块模块-PWM模块概述模块概述n n 可选的死区控制及可调的死区时间提供了互补的输出,在每个过渡过程输出为低。互补输出和死区时间经出,在每个过渡过程输出为低。互补输出和死区时间经常用在驱动半桥配置的功率器件,以避免短路对器件造常用在驱动半桥配置的功率器件,以避免短路对器件造成的损害。当使能一个kill输入时,能禁止死区输出。PWM模块提供了3个个kill模式来支持多重应用环境。第17页,
14、此课件共48页哦PWM模块模块-PWM模块概述模块概述 提供两个硬件抖动(dither)模式用于提高PWMPWM的灵活性。活性。n n第一种抖动模式在资源或时钟频率不包含一个标准的实现第一种抖动模式在资源或时钟频率不包含一个标准的实现 时(在一个时(在一个PWMPWM计数器内),增加计数器内),增加2 2位的有效分辨率;位的有效分辨率;n n第二种是使用数字输入在两个第二种是使用数字输入在两个PWMPWM输出之间选择其中的一个,用于输出之间选择其中的一个,用于在功率转换时快速的过渡过程的响应在功率转换时快速的过渡过程的响应。PWM模块的实现有两种方式:固定功能和UDB。当布局选项使用固定模式配
15、置PWM模块时,PWM被放置在芯片的固定功能块内。第18页,此课件共48页哦PWM模块模块-PWM模块概述模块概述 当使用固定功能的配置时,其功能包括:n n无计数值访问,即无计数值访问,即ReadCapture()ReadCapture()和和ReadCounter()ReadCounter()不可用;不可用;n n只有一种输出模式,无中心对齐、双沿、抖动或两个输出模式;只有一种输出模式,无中心对齐、双沿、抖动或两个输出模式;n n只有异步只有异步KillKill模式;模式;n n无触发功能;无触发功能;n n只有连续运行模式;只有连续运行模式;n n只有软件使能模式;只有软件使能模式;n
16、n简化的死区功能,限制在简化的死区功能,限制在0-30-3死区计数;死区计数;n n当使能死区时,简化当使能死区时,简化I/OI/O,即,即TCTC和和CMP1CMP1变成了变成了PH1PH1和和PH2 PH2。固定功能固定功能PWM模块图模块图第19页,此课件共48页哦PWM模块模块-PWM模块概述模块概述 而当使用UDBUDB的配置时,计数器具有可配置的复杂的配置时,计数器具有可配置的复杂功能,其功能主要包括:n n8/168/16位分辨率;位分辨率;n n多个脉冲宽度调制模式;多个脉冲宽度调制模式;n n可配置的触发器;可配置的触发器;n n可配置的捕获模式;可配置的捕获模式;n n可配
17、置的软件可配置的软件/硬件使能;硬件使能;n n可配置的死区;可配置的死区;n n多种多种KillKill模式;模式;n n定制的配置工具;定制的配置工具;第20页,此课件共48页哦PWM模块模块-PWM模块概述模块概述图图 UDB功能功能PWM模块图模块图第21页,此课件共48页哦PWM模块模块-PWM输出模式输出模式n n1 1一个输出一个输出 一个输出一个输出PWM只有一个输出,该输出由一个单独的比较值控制。如下图所示,波形为左对齐,比较模式设置为置为“大于大于”或者或者“大于或等于大于或等于”;或者为右对齐,比较模式;或者为右对齐,比较模式设置为设置为“小于小于”或者或者“小于或等于小
18、于或等于”。一个输出的波形一个输出的波形第22页,此课件共48页哦PWM模块模块-PWM输出模式输出模式 2两个输出两个输出 两个输出的PWM是一个默认的配置。两个PWM输出输出使用两个比较值独立定义和控制。如下图所示,每个输使用两个比较值独立定义和控制。如下图所示,每个输出可以象一个输出那样左对齐或者右对齐出可以象一个输出那样左对齐或者右对齐 两个输出的波形两个输出的波形第23页,此课件共48页哦PWM模块模块-PWM输出模式输出模式n n 3.双沿双沿 双沿PWM使用两个比较输出和两个比较模式产生单个的个的PWM输出。如下图所示,最终的输出为两个独立输出。如下图所示,最终的输出为两个独立定
19、义比较值和比较模式输出信号的“与”。比较值、比较模式和周期值在运行时是可以设置和改变的。模式和周期值在运行时是可以设置和改变的。双沿输出的波形双沿输出的波形第24页,此课件共48页哦PWM模块模块-PWM输出模式输出模式n n4中心对齐中心对齐 中心对齐的中心对齐的PWMPWM和其它模式的实现是不同的。期望的输出要求周期计数器从0开始,计数到周期值,然后计数器递减到0。在这种模式下,周期值是最终输出周期的一半。在该功能中,使用单独比较值和比较模式。下图给出了中心对齐PWMPWM的波形 中心对齐中心对齐PWM波形波形第25页,此课件共48页哦PWM模块模块-PWM死区控制死区控制n n 死区是死
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