通过TIM输出比较做一个定时器

TIM是定时器模块的简称。TIM的核心是一个16位的自由定时器（TCNT）。有8个完整的16位的捕捉/比较（IC/OC）通道。 模块运行时，16位的自由定时器按照设定的时钟频率在0x0000~0xFFFF之间循环计时。

本例通过MC9S12XS128的TIM模块的输出比较做一个简单的定时器。

以下为本例所用到的寄存器的介绍：

TIOS寄存器

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 IOSn=0 时，对应的通道 n 为输入捕捉(1C)通道

当 IOSn=1 时，通道 n为输出比较(OC)通道

OC7M寄存器

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。

OC7D寄存器

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

TCNT寄存器

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

TSCR1寄存器

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：主计时器、包括计数器均被禁止，有利于降低功耗

1：定时器使能，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：定时器标志快速清除方式

PRNT:精确定时器开启位

0: 使用传统定时器，预分频因子由TSCR2中的PR2,PR1,PR0决定

1: 使用精确定时器，预分频因子由PTPSR寄存器决定

TTOV寄存器

TOVx:溢出绑定管脚标志位

TOVx 在输出比较时，如果发现溢出，则绑定该管脚。这一功能仅在输出比较模式下有效，它的优先级高出强制输出比较，而低于通道 7 的输出比较

0：输出比较的管脚发生溢出时绑定功能不发生作用

1：输出比较的管脚发生溢出时绑定功能使能

TCTL1-TCTL4寄存器

TCTL1-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 TCTL1、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。各个控制位的作用如下：

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

EDGnB、EDGnA 输入捕捉边沿控制位，这 8 对控制位(EDG7B、EDG7A—EDGOB、EDGOA)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

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C7M7、OC7M0 位必须清 0

TIE寄存器

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

TSCR2寄存器

TOI: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

TCRE：时钟计数器复位使能

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

如果 TC7=0x0000并且 TCRE=1,TCNT将继续保持0x0000

如果 TC7=0xFFFF 并且 TCRE=1,当 TCNT 从0xFFFF 到0x0000 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

TFLG1、TFLG2寄存器

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。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 (0x10-0x1F)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

TOF：定时器溢出标志，当 16 位自由定时器从0xFFFF回滚到0x0000 时，该位置位。将0x80 写入到 TFLG2 将自动清除该位

TCxH and TCxL寄存器

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。 对于设定为 IC 的通道，相应通道写操作无意义

以下为完整代码：

#include            

#include "derivative.h"      

#define LED PORTB_PB0            //定义连接发光二级管的PORTB_PB0口数据寄存

                                 //器为LED，写'0'亮，写'1' 灭

#define LED_dir DDRB_DDRB0       //定义连接发光二级管的PORTB_PB0口方向寄存器

                                 //为LED_dir，写'0'做输入口，写'1'做输出口

void INIT_PLL(void)       //初始化锁相环

{   

   CLKSEL_PLLSEL=0; //内部总线时钟来源于外部晶振 

   PLLCTL_PLLON=0;  //关闭PLL

   SYNR=0x40 | 0x03;

   REFDV=0x80 | 0x01;

   POSTDIV=0x00;   //PLL为64MHz  

   PLLCTL_PLLON=1;  //打开PLL

   _asm(nop);         

   _asm(nop);    //执行两个机器周期

   while(CRGFLG_LOCK==0); //根据CRGFLG寄存器的LOCK位，确定PLL是否稳定 LOCK==1 稳定，==0 不稳定  

   CLKSEL_PLLSEL =1;     //选择PLL作为时钟源        

}

void initialize_ect(void)      //初始化ECT模块

{

  TSCR1_TFFCA = 1;  // 定时器标志位快速清除

  TSCR1_TEN = 1;    // 允许定时器正常工作

  TIOS  = 0xff;     // 输出比较,指定所有通道为输出比较方式

  TCTL1 = 0x00;     // 后四个通道设置为定时器与输出引脚断开

  TCTL2 = 0x00;     // 前四个通道设置为定时器与输出引脚断开

  TIE   = 0x00;     // 禁止所有通道定时中断

  TSCR2 = 0x07;     // 预分频系数pr2-pr0:111,分频因子128,时钟周期为4us,

  TFLG1 = 0xff;     // 清除各IC/OC中断标志位

  TFLG2 = 0xff;     // 清除自由定时器中断标志位

}

void main(void) {

  DisableInterrupts;       //禁止所有中断打开

  INIT_PLL();              //初始化PLL模块，busclock=32MHz

  LED_dir = 1;             //设置PB0口为输出口

  LED = 0;                 //初始化LED为亮

  initialize_ect();        //初始化定时器模块

  EnableInterrupts;        //允许开启所有中断

  for(;;) 

  {

    TFLG1_C0F = 1;              //清除标志位

    TC0 = TCNT + 31250;         //设置输出比较时间为0.125s

    while(TFLG1_C0F == 0);      //等待，直到发生输出比较事件

    TFLG1_C0F = 1;              //清除标志位

    TC0 = TCNT + 31250;         //设置输出比较时间为0.125s

    while(TFLG1_C0F == 0);      //等待，直到发生输出比较事件

    TFLG1_C0F = 1;              //清除标志位

    TC0 = TCNT + 31250;         //设置输出比较时间为0.125s

    while(TFLG1_C0F == 0);      //等待，直到发生输出比较事件

    TFLG1_C0F = 1;              //清除标志位

    TC0 = TCNT + 31250;         //设置输出比较时间为0.125s

    while(TFLG1_C0F == 0);      //等待，直到发生输出比较事件

    LED = ~LED;                 //反转灯的状态

  } 

}

计数器时钟周期计算：

本例中设置busclock = 32MHz，预分频系数为128

时钟周期 = 128/32MHz = 4μs

输出比较时间计算：

TC0存放比较的数字，用当前TCNT的值加上一个数放入TC0，当TCNT循环计数等于TC0时，发生溢出事件，此时向溢出标志位写入1，清除标志位，开始重新计时

比较时间 = 31250 * 4μs = 0.125s

通过四次这样的操作，会产生一个0.5sLED闪烁一次的现象