Главная Учебники - Разные Микроконтроллеры MSP430. Руководство пользователя
поиск по сайту правообладателям
|
|
|
содержание .. 1 2 3 4 ..
Раздел 9Цифровые входы/выходыВ этом разделе описывается работа портов цифровых входов/выходов. Порты P1-P2 имеются в устройствах MSP430x11xx. Порты Р1-Р3 реализованы в устройствах MSP430x12xx. Порты Р1-Р6 реализованы в устройствах MSP430x14, MSP430x15x и MSP430x16x. 9.1 Введение в цифровые входы/выходы Устройства MSP430 имеют до 6 портов цифровых входов/выходов от Р1 до Р6. Каждый порт имеет 8 выводов входа/выхода. Каждый вывод индивидуально конфигурируется как вход или выход и каждая линия ввода/вывода может быть индивидуально считана или записана. Порты Р1 и Р2 имеют возможность вызывать прерывание. Для каждой линии ввода/вывода портов Р1 и Р2 можно индивидуально разрешить прерывания и сконфигурировать их так, чтобы прерывание происходило по фронту или спаду входного сигнала. Все линии ввода/вывода порта Р1 являются источником одного вектора прерывания, а все линии ввода/вывода порта Р2 – источник другого вектора прерывания. Цифровые входы/выходы обладают следующими возможностями:
9.1 Функционирование цифровых входов/выходов Цифровые входы/выходы конфигурируются программным обеспечением пользователя. Настройка и работа цифровых входов/выходов описывается в нижеследующих разделах. 9.2.1 Регистры ввода PnIN Каждый бит в каждом регистре PnIN отражает величину входного сигнала на соответствующей ножке ввода/вывода, когда она сконфигурирована на функцию ввода/вывода.
Бит = 1: Входной сигнал имеет высокий уровень.
9.2.2 Регистры вывода PnOUT Каждый бит в каждом регистре PnOUT содержит значение, которое будет выведено на соответствующую ножку ввода/вывода, сконфигурированную на функцию ввода/вывода и имеющую направление на вывод.
9.2.3 Регистры направления PnDIR Каждый бит в каждом регистре PnDIR позволяет выбрать направление соответствующей ножки ввода/вывода, независимо от выбранной для этой ножки функции. Биты PnDIR для ножек ввода/вывода, выбранные для других функций модуля должны быть установлены так, как это требуется для другой функции.
Бит = 1: Ножка порта переключается на вывод. 9.2.4 Регистры выбора функции PnSEL Ножки порта часто мультиплексированы с другими функциями периферийных модулей. См. справочное руководство по конкретному устройству для выяснения возможных функций вывода. Каждый бит PnSEL определяет, как будет использована ножка – в качестве порта ввода/вывода или в качестве функции периферийного модуля.
Бит = 1: Для ножки выбирается функция периферийного модуля Установка PnSEL=1 автоматически не определяет направление движения информации для ножки. Некоторые функции периферийных модулей требуют конфигурирования битов PnDIR для выбора направления, необходимого для правильной работы этой функции.
BIS.B #01h,&P2SEL ; Выбор функции ACLK для ножки BIS.B #01h,&P2DIR ; Установка направления на вывод (необходимо)
Когда вывод порта работает как вход периферии, входным сигналом периферии является зафиксированное в защелке представление сигнала на выводе устройства. Когда PnSELx=1, внутренний входной сигнал соответствует сигналу на ножке. Однако, если PnSELx=0, на входе периферии сохраняется значение входного сигнала на выводе устройства, имевшееся перед сбросом бита PnSELx. 9.2.5 Прерывания Р1 и Р2 Каждая ножка портов Р1 и Р2 имеет возможность вызова прерывания, конфигурируемую регистрами PnIFG, PnIE и PnIES. Все ножки Р1 – источник одного вектора прерывания, а все выводы Р2 – источник другого одиночного вектора прерывания. Определить источник прерывания - Р1 или Р2 можно путем проверки регистра PnIFG. Регистры флагов прерывания Р1IFG, Р2IFG Каждый бит PnIFG – это флаг прерывания соответствующей ножки ввода/вывода, устанавливаемый, когда происходит перепад выбранного входного сигнала на ножке. Все флаги прерывания PnIFG запрашивают прерывание, когда установлен их соответствующий бит PnIE и установлен бит GIE. Каждый флаг PnIFG должен быть сброшен программно. Программное обеспечение также может устанавливать каждый флаг PnIFG, обеспечивая возможность генерации программно-инициированного прерывания.
Бит = 1: Прерывание ожидается Прерывания вызывают только перепады уровней, а не статические уровни. Если любой флаг PnIFG оказывается установленным во время выполнения процедуры обработки прерывания Px или устанавливается после команды RETI выполняемой процедуры обработки прерывания Px, установка флага PnIFGx генерирует другое прерывание. Таким образом, гарантируется, что каждый перепад уровня будет учтен.
Регистры выбора фронта прерывания P1IES, P2IES Каждый бит PnIES позволяет выбрать, по какому фронту сигнала будет происходить прерывание для соответствующей ножки ввода/вывода.
Бит = 1: Флаг PnIFG устанавливается при изменении уровня сигнала с высокого на низкий.
Разрешение прерываний P1IE, P2IE Каждый бит PnIE разрешает прерывание от соответствующего флага прерываний регистра PnIFG.
Бит = 1: Прерывание разрешено 9.2.6 Конфигурирование неиспользуемых выводов порта Неиспользуемые ножки ввода/вывода должны быть сконфигурированы на функцию ввода/вывода, в направлении вывода и оставаться неподключенными на печатной плате для уменьшения потребляемой мощности. Значение бита PxOUT может быть любым, поскольку ножка не подключена. См. раздел «Системный сброс, прерывания и режимы работы» для уточнения вопросов подключения неиспользуемых выводов. 9.3 Регистры цифровых входов/выходов Для конфигурирования Р1 и Р2 используются семь регистров. Четыре регистра необходимы для конфигурирования портов Р3-Р6. Регистры цифровых входов/выходов приведены в таблице 9-1. Таблица 9-1. Регистры цифровых входов-выходов.
Раздел 10Сторожевой таймерСторожевой таймер – это 16-разряный таймер, который можно использовать как в качестве сторожевого, так и в качестве «интервального» таймера. В этом разделе описывается модуль сторожевого таймера. Сторожевой таймер реализован во всех устройствах MSP430x1xx. 10.1 Введение в сторожевой таймер Первичная функция модуля сторожевого таймера (WDT) – выполнять рестарт управляемой системы при возникновении проблемы с программным обеспечением. Если установленный временной интервал истек, генерируется системный сброс. Если сторожевая функция в приложении не нужна, модуль может быть сконфигурирован как интервальный таймер для генерации прерываний через установленные интервалы времени. Сторожевой таймер обладает следующими возможностями:
Блок схема модуля WDT показана на рис.9-1.
10.2 Функционирование сторожевого таймера Модуль WDT можно сконфигурировать с помощью регистра WDTCTL как сторожевой либо интервальный таймер. Регистр WDTCTL также содержит управляющие биты для конфигурирования вывода nonRST/NMI. WDTCTL – это 16-разрядный, защищенный паролем регистр чтения/записи. Любое чтение или попытка записи должны использовать команды-слова, а попытка записи должна содержать пароль записи 05Ah в старшем байте. Любая запись в WDTCTL любого значения, отличного от 05Ah в старшем байте приведет к нарушению ключа безопасности и запуску системного сброса PUC независимо от режима таймера. При любом чтении WDTCTL в старшем байте читается 069h. 10.2.1 Счетчик сторожевого таймера Счетчик сторожевого таймера (WDTCNT) – это 16-разрядный суммирующий счетчик, не имеющий прямого доступа из программы. Управление WDTCNT и выбор временных интервалов производится через регистр управления сторожевым таймером WDTCTL. WDTCNT может тактироваться от ACLK или SMCLK. Источник тактирования выбирается с помощью битаWDTSSEL. 10.2.2 Сторожевой режим После состояния PUC, модуль WDT конфигурируется в сторожевом режиме с начальным интервалом сброса ~32 мС с использованием DCOCLK. Пользователь должен настроить, остановить или очистить WDT до истечения начального интервала сброса, в противном случае будет сгенерирован новый сигнал PUC. Когда WDT сконфигурирован в сторожевом режиме, запись в WDTCTL неправильного пароля или истечение выбранного интервала времени приведет к запуску PUC. PUC сбросит WDT к исходному состоянию и сконфигурирует вывод nonRST/NMI на режим сброса. 10.2.3 Режим интервального таймера Установка бита WDTTMSEL в «1» приводит к выбору режима интервального таймера. Этот режим можно использовать для получения периодических прерываний. В режиме интервального таймера флаг WDTIFG устанавливается по истечении выбранного интервала времени. PUC не генерируется в режиме интервального таймера по истечении установленного временного интервала, а WDTIFG разрешает биту WDTIE оставаться неизменным. Когда биты WDTIE и GIE установлены, флаг WDTIFG запрашивает прерывание. Флаг прерывания WDTIFG автоматически сбрасывается, когда обслуживается его запрос на прерывание, либо же он может быть сброшен программно. Адреса векторов прерывания различаются для интервального и сторожевого режимов таймера.
10.2.4 Прерывания сторожевого таймера WDT использует два бита в SFR для управления прерыванием.
Если WDT используется в сторожевом режиме, флаг WDTIFG является источником вектора прерывания по сбросу. WDTIFG может быть использован процедурой обработки прерывания по сбросу для определения, был ли сторожевой таймер причиной сброса устройства. Если флаг установлен, состояние сброса было инициировано сторожевым таймером по истечении времени, либо произошло нарушение ключа безопасности. Если WDTIFG очищен, сброс был вызван другим источником. При использовании WDT в режиме интервального таймера, флаг WDTIFG устанавливается после выбранного временного интервала и запрашивает прерывание интервального таймера WDT, если установлены биты WDTIE и GIE. Вектор прерывания интервального таймера отличается от вектора сброса, используемого в сторожевом режиме. В режиме интервального таймера флаг WDTIFG сбрасывается автоматически при обработке прерывания, либо же он может быть сброшен программно. 10.2.5 Работа в режимах пониженного энергопотребления Устройства MSP430 имеют несколько режимов пониженного энергопотребления. Различные сигналы тактирования доступны в различных режимах пониженного энергопотребления. Потребности пользовательского приложения и тип используемой системы тактирования определяют, как WDT должен быть сконфигурирован. К примеру, WDT не должен конфигурироваться в сторожевом режиме с SMCLK в качестве источника тактирования, если пользователь хочет использовать 3-ий режим пониженного потребления, поскольку SMCLK не активен в режиме LPM3 и WDT не будет функционировать. Если сторожевой таймер не нужен, с помощью бита WDTHOLD можно остановить WDTCNT, чтобы уменьшить энергопотребление. 10.2.6 Примеры программного обеспечения Любая операция записи в WDTCTL должна быть операцией-словом со значением 05Ah (WDTPW) в старшем байте: ; Периодическая отчистка активного сторожевого таймера MOV #WDTPW+WDTCNTCL,&WDTCTL ; ; Изменение интервала сторожевого таймера MOV #WDTPW+WDTCNTL+SSEL,&WDTCTL ; ; Останов сторожевого таймера MOV #WDTPW+WDTHOLD,&WDTCTL ; ; Переключение WDT в интервальный режим с интервалом clock/8192 MOV #WDTPW+WDTCNTCL+WDTTMSEL+WDTIS0,&WDTCTL 10.3 Регистры сторожевого таймера Регистры модуля сторожевого таймера приведены в таблице 10-1. Таблица 10-1. Регистры сторожевого таймера.
1)WDTIFG сбрасывается с POR WDTCTL, регистр сторожевого таймера
IE1, регистр 1 разрешения прерываний
IFG1, регистр 1 флагов прерываний
Раздел 11Таймер АТаймер А – это 16-разрядный таймер/счетчик с тремя регистрами захвата/сравнения. В этом разделе описывается таймер А. Он реализован во всех устройствах MSP430x1xx. 11.1 Введение в таймер АТаймер А – это 16-разрядный таймер/счетчик с тремя регистрами захвата/сравнения. Таймер А может обеспечить множество захватов/сравнений, выходов ШИМ и выдержку временных интервалов. Таймер А также имеет обширные возможности прерывания. Прерывания могут быть сгенерированы от счетчика при переполнении и от каждого из регистров захвата/сравнения.
Блок-схема таймера А показана на рис. 11-1.
11.2 Функционирование таймера АМодуль таймера А конфигурируется программным обеспечением пользователя. Настройка и работа таймера А рассматриваются в нижеследующих разделах. 11.2.1 16-разрядный таймер-счетчик Регистр 16-разрядного таймера/счетчика TAR, инкрементируется или декрементируется (в зависимости от режима работы) с каждым нарастающим фронтом тактового сигнала. TAR может быть программно прочитан и записан. Кроме того, таймер может генерировать прерывание при переполнении. TAR можно очистить установкой бита TACLR. Установка TACLR также очищает делитель тактовой частоты и направление счета для режима вверх/вниз.
Выбор источника тактирования и делитель Тактирование таймера TACLK может производиться от ACLK, SMCLK или от внешнего источника через TACLK или INCLK. Источник тактовых импульсов выбирается с помощью битов TASSELx. Выбранный источник тактирования может быть подключен к таймеру напрямую или через делитель на 2, 4 или 8 с помощью битов IDx. 11.2.2 Запуск таймера Таймер может быть запущен или перезапущен следующими способами:
11.2.3 Управление режимом таймера Таймер имеет четыре режима работы, описанных в таблице 11-1: «стоп», «вверх», «непрерывный» и «вверх/вниз». Режимы работы выбираются с помощью битов MCx. Таблица 11-1. Режимы таймера.
Режим «Вверх» Режим «вверх» используется, если период таймера должен отличаться от количества отсчетов 0FFFFh. Таймер многократно считает вверх до значения, содержащегося в регистре сравнения TACCR0, который задает период, как показано на рис.11-2. Количество отсчетов таймера в периоде равно TACCR0+1. Когда значение таймера становится равно содержимому TACCR0, таймер перезапускается, начиная счет от нуля. Если режим «вверх» выбран, когда значение таймера больше содержимого TACCR0, таймер немедленно перезапускается, начиная считать от нуля.
Флаг прерывания TACCR0 CCIFG устанавливается, когда значение таймера равно содержимому TACCR0. Флаг прерывания TAIFG устанавливается, когда таймер считает от TACCR0 к нулю. На рис.11-3 показан цикл установки флагов.
Изменение регистра периода TACCR0 Когда изменяется TACCR0 во время работы таймера, таймер продолжает отсчет вверх до новой границы периода, если новый период больше или равен старому или больше текущего значения счета. Если новый период меньше величины текущего значения счета, таймер обнуляется. Однако до обнуления счетчика может произойти один дополнительный отсчет. Непрерывный режим В непрерывном режиме таймер многократно считает вверх до 0FFFFh и перезапускается от нуля, как показано на рис.11-4. Регистр захвата/сравнения TACCR0 работает подобно другим регистрам захвата/сравнения.
Флаг прерывания TAIFG устанавливается, когда таймер считает от 0FFFFh к нулю. На рис.11-5 показан цикл установки флага.
Использование непрерывного режима Непрерывный режим может использоваться для генерации независимых временных интервалов и выходных частот. Каждый раз по завершении интервала генерируется прерывание. Следующий временной интервал добавляется к регистру TACCRx в процедуре обработки прерывания. На рис.11-6 показаны два раздельных временных интервала t0 и t1, добавляемые к регистрам захвата/сравнения. При таком использовании временные интервалы управляются аппаратно, без программного обеспечения, без влияния времени задержки прерывания. При использовании всех трех регистров захвата/сравнения можно сгенерировать до трех независимых временных интервалов или выходных частот.
Временные интервалы можно реализовать также в других режимах, где TACCR0 используется как регистр периода. Их обработка более комплексна, поскольку сумма старого значения TACCRx и нового периода может быть выше значения TACCR0. Когда предыдущее значение TACCRx плюс tx больше величины TACCR0, значение TACCR0 должно быть вычтено для получения правильного временного интервала. Режим «вверх/вниз» Режим «вверх/вниз» используется, если период таймера должен отличаться от значения 0FFFFh и необходима генерация симметричных импульсов. Таймер непрерывно считает вверх до значения, находящегося в регистре сравнения TACCR0 и назад к нулю, как показано на рис.11-7. Период составляет удвоенную величину значения в TACCR0.
Направление счета запоминается. Это позволяет таймеру останавливаться и запускаться в том же направлении отсчета, которое было до останова. Если это нежелательно, для очистки направления нужно установить бит TACLR. Бит TACLR также очищает значения в TAR и в делителе TACLK. В режиме «вверх/вниз» флаг прерывания TACCR0 CCIFG и флаг прерывания TAIFG устанавливаются только однажды во время периода, разделяясь 1/2 периода таймера. Флаг прерывания TACCR0 CCIFG устанавливается, когда таймер считает от TACCR0-1 к TACCR0, а флаг TAIFG устанавливается, когда таймер завершает счет вниз от 0001h к 0000h. На рис.11-8 показан цикл установки флагов.
Изменение регистра периода TACCR0 При изменении TACCR0 во время работы таймера и счете вниз, таймер продолжает счет до нуля. Новый период начинает действовать после завершения отсчета вниз до нуля. Когда таймер выполняет отсчет вверх и новый период больше или равен старому периоду или же больше текущего отсчитанного значения, таймер считает вверх до конца нового периода перед отсчетом вниз. Когда же таймер производит отсчет вверх, а величина нового периода меньше текущего отсчитанного значения, таймер начинает считать вниз. Однако может произойти один дополнительный отсчет до начала счета вниз. Использование режима вверх/вниз Режим «вверх/вниз» поддерживает приложения, требующие наличия «мертвого» времени между выходными сигналами (см. раздел «Модуль вывода Таймера А»). К примеру, чтобы избежать перегрузки, два выхода, управляющие H-мостом никогда не должны одновременно иметь высокий уровень. В примере, показанном на рис.11-9 величина времени простоя tdead составляет:
tdead – интервал времени, в течение которого оба выхода должны быть неактивны ttimer – время цикла тактирования таймера TACCRx – содержимое регистра захвата/сравнения x Регистры TACCRx не буферизированы. Когда в них производится запись, они немедленно модифицируются. Поэтому, любое требуемое «мертвое» время не будет поддерживаться автоматически.
11.2.4 Блоки захвата/сравнения В таймере А представлено три одинаковых блока захвата/сравнения TACCRx. Любой из блоков может быть использован для фиксации (захвата) данных таймера или для генерации временных интервалов. Режим захвата Режим захвата выбирается, когда CAP=1. Режим захвата используется для регистрации временных событий. Это может потребоваться для быстрых вычислений или для измерения времени. Входы захвата CCIxA и CCIxB подключаются к внешним выводам или к внутренним сигналам и выбираются с помощью битов CCISx. Биты CMx определяют, как будет происходит захват: по фронту входного сигнала, по его спаду или в обоих случаях. Захват происходит по выбранному фронту входного сигнала. Если захват произошел, тогда:
Уровень входного сигнала может быть прочитан в любое время через бит CCI. К входам CCIxA и CCIxB в устройствах семейства MSP430x1xx могут подключаться различные сигналы. См. справочное руководство конкретного устройства для выяснения особенностей подключения этих сигналов. Сигнал захвата может быть асинхронен тактовой частоте таймера и вызывать состояние гонки сигналов. Установка бита SCS будет синхронизировать захват со следующим тактовым импульсом таймера. Рекомендуется устанавливать бит SCS для синхронизации сигнала захвата с тактовыми импульсами таймера. Это иллюстрируется на рис.11-10.
Логика переполнения предусмотрена в каждом регистре захвата/сравнения для индикации в случае, если произошел второй захват перед прочтением значения первого захвата. Когда это происходит, устанавливается бит COV, как показано на рис.11-11. Бит COV должен сбрасываться программно.
Инициирование захвата программным обеспечением Захваты могут быть инициированы программно. Биты CMx могут быть установлены для выполнения захвата по обоим фронтам. В этом случае программное обеспечение устанавливает CCIS1=1 и переключает бит CCISO для переключения сигнала захвата между VCC и GND, инициируя захват каждый раз, когда CCISO изменяет состояние: MOV #CAP+SCS+CCIS1+CM_3,&TACCTLx ; Настройка TACCTLx XOR #CCIS0,&TACCTLx ; TACCTLx = TAR
Режим сравнения Режим сравнения выбирается, когда CAP=0. Режим сравнения используется для генерации выходных ШИМ-сигналов или прерываний через конкретные временные интервалы. Когда TAR досчитывает до значения в TACCRx, происходит следующее:
11.2.5 Модуль вывода Каждый блок захвата/сравнения содержит модуль вывода. Модуль вывода используется для генерации выходных сигналов, в т.ч. таких, как ШИМ-сигналы. Каждый модуль вывода имеет восемь рабочих режимов, которые генерируют сигналы, основываясь на сигналах EQU0 и EQUx. Режимы вывода Режимы вывода устанавливаются битами OUTMODx, их описание приведено в таблице 11-2. Сигнал OUTx изменяется с нарастающим фронтом тактового сигнала таймера во всех режимах, кроме режима 0. Режимы вывода 2, 3, 6 и 7 не используются для модуля вывода 0, потому что EQUx=EQU0. Таблица 11-2. Режимы вывода.
Пример вывода – таймер в режиме «вверх» Сигнал OUTx изменяется, когда таймер досчитывает вверх до значения TACCRx и обратно от TACCR0 к нулю, в зависимости от режима вывода. Пример с использованием TACCR0 и TACCR1 показан на рис.11-12.
Пример вывода – таймер в непрерывном режиме Сигнал OUTx изменяется, когда таймер достигает значений TACCRx и TACCR0, в зависимости от режима вывода. Пример с использованием TACCR0 и TACCR1 показан на рис.11-13.
Пример вывода – таймер в режиме «вверх/вниз» Сигнал OUTx изменяется, когда таймер становится равным TACCRx в каждом направлении счета, а также когда таймер равен TACCR0, в зависимости от режима вывода. Пример с использованием TACCR0 и TACCR2 показан на рис.11-14.
11.2.6 Прерывания Таймера А С 16-разрядным модулем таймера А связаны два вектора прерываний:
В режиме захвата любой флаг CCIFG устанавливается, когда значение таймера зафиксировано в соответствующем регистре TACCRx. В режиме сравнения устанавливается любой флаг CCIFG, если TAR досчитал до соответствующего значения TACCRx. Программное обеспечение может также устанавливать или очищать любой флаг CCIFG. Все флаги CCIFG запрашивают прерывание, когда установлены их соответствующие биты CCIE и бит GIE. Прерывание TACCR0 Флаг TACCR0 CCIFG обладает наивысшим приоритетом прерывания Таймера А и имеет специализированный вектор прерывания, как показано на рис.11-15. Флаг TACCR0 CCIFG автоматически сбрасывается, когда обслуживается запрос на прерывание TACCR0.
Генератор вектора прерывания TAIV Флаги TACCR1 CCIFG, TACCR2 CCIFG и TAIFG распределены по приоритетам и объединены в источник одного вектора прерывания. Регистр вектора прерывания TAIV используется для определения, какой флаг запросил прерывание. Разрешенное прерывание с наивысшим приоритетом генерирует число в регистре TAIV (см. описание регистра). Можно оценить это число или добавить его к программному счетчику для автоматического входа в соответствующую программную процедуру. Запрещенные прерывания Таймера А не воздействуют на значение TAIV. Любое обращение - чтение или запись регистра TAIV - автоматически сбрасывает флаг наивысшего ожидающего прерывания. Если установлен другой флаг прерывания, будет немедленно сгенерировано другое прерывание после обработки начального прерывания. Например, если флаги TACCR1 и TACCR2 CCIFG установлены, когда процедура обработки прерывания обращается к регистру TAIV, флаг TACCR1 CCIFG автоматически сбрасывается. После выполнения команды RETI процедуры обработки прерывания, флаг TACCR2 CCIFG генерирует другое прерывание. Пример программного обеспечения, использующего TAIV Приведенный далее пример программного обеспечения показывает рекомендуемое использование TAIV и величину издержек на управление. Значение TAIV добавляется к программному счетчику РС для автоматического перехода к соответствующей программной процедуре. Числа в правом поле показывают необходимое количество циклов ЦПУ для каждой команды. Программные издержки различных источников прерывания включают задержки прерывания и циклы возврата из прерывания, но не учитывают собственно время обработки задачи. Задержки делятся на: Блок захвата/сравнения TACCR0 11 циклов Блоки захвата/сравнения TACCR1, TACCR2 16 циклов Переполнение таймера TAIFG 14 циклов ; Обработчик прерывания для TACCR0 CCIFG. Циклы CCIFG_0_HND ; ; Начало времени задержки обработчика прерывания 6 RETI 5 ; Обработчик прерывания для TAIFG, TACCR1 и TACCR2 CCIFG. TA_HND ; Задержка прерывания 6 ADD &TAIV,PC ; Добавление смещения к таблице переходов 3 RETI ; Вектор 0: Нет прерывания 5 JMP CCIFG_1_HND ; Вектор 2: TACCR12 JMP CCIFG_2_HND ; Вектор 4: TACCR2 2 RETI ; Вектор 6: Зарезервировано 5 RETI ; Вектор 8: Зарезервировано 5 TAIFG_HND ; Вектор 10: Флаг TAIFG ... ; Задача стартует здесь RETI 5 CCIFG_2_HND ; Вектор 4: TACCR2 . ; Задача стартует здесь RETI ; Возврат к главной программе 5 CCIFG_1_HND ; Вектор 2: TACCR1 .. ; Задача стартует здесь RETI ; Возврат к главной программе 5 11.3 Регистры Таймера А Перечень регистров Таймера А приведен в таблице 11-3. Таблица 11-1. Регистры Таймера А.
TACTL, регистр управления Таймером А
TAR, регистр Таймера А
TACCTLx, регистр управления захватом/сравнением
TAIV, регистр вектора прерывания таймера А
Раздел 12Таймер ВТаймер В - это 16-разрядный таймер/счетчик со несколькими регистрами захвата/сравнения. В этом разделе описывается работа таймера В. Таймер В3 (с тремя регистрами захвата/сравнения) реализован в устройствах MSP430x13x и MSP430x15x. Таймер В7 (с семью регистрами захвата/сравнения) реализован в устройствах MSP430x14x и MSP430x16x. 12.1 Введение в таймер В Таймер В – это 16-разрядный таймер/счетчик с тремя или семью регистрами захвата/сравнения. Таймер В может поддерживать несколько режимов захвата/сравнения, вывод ШИМ-сигналов и выдержку временных интервалов. Таймер В также имеет расширенные возможности прерываний. Прерывания могут быть сгенерированы при переполнении счетчика и от каждого из регистров захвата/сравнения. Таймер В обладает следующими возможностями:
Блок-схема таймера В показана на рис.12-1.
12.1.1 Сходства и различия с таймером А Таймер В идентичен таймеру А, но со следующими исключениями:
12.2 Работа таймера В Модуль таймера В конфигурируется программным обеспечением пользователя. Настройка и работа таймера В рассматривается в следующих разделах 12.2.1 16-разрядный счетчик таймера 16-разрядный регистр таймера/счетчика TBR инкрементируется и декрементируется (в зависимости от режима работы) по каждому нарастающему фронту тактового сигнала. Регистр TBR может программно читаться и записываться. Помимо этого, таймер может генерировать прерывание при его переполнении. Регистр TBR может быть очищен установкой бита TBCLR. Установка TBCLR также очищает делитель тактовой частоты и направление счета для режима «вверх/вниз».
Длина TBR Таймер В конфигурируется для работы в качестве 8, 10, 12 или 16-разрядного таймера с помощью битов CNTLx. Максимальное значение счета TBR(max) для выбранной длины соответственно составит 0FFh, 03FFh, 0FFFh и 0FFFFh. Данные, записанные в регистр TBR в 8-ми, 10-ти и 12-разрядном режиме выравниваются по правому знаку с нулями впереди. Выбор источника тактирования и делитель В качестве источников тактовой частоты TBCLK могут выступать ACLK, SMCLK или внешние сигналы, поступающие через TBCLK или INCLK. Источник тактирования выбирается битами TBSSELx. Выбранный источник тактирования может подключаться к таймеру напрямую или через делитель на 2, 4 или 8 с помощью битов IDx. 12.2.2 Старт таймера Таймер может быть запущен или перезапущен следующими способами: Таймер считает, когда MCx > 0 и активен источник тактовых сигналов Когда таймер находится в режиме счета «вверх» или «вверх/вниз», его можно остановить загрузкой нуля в TBCL0. Таймер может быть тогда и перезапущен при загрузке ненулевого значения в TBCL0. В этом случае таймер начинает инкрементирование вверх от нуля. 12.2.3 Управление режимом таймера Таймер имеет четыре режима работы, описанных в таблице 12-1: «стоп», «вверх», «непрерывный» и «вверх/вниз». Рабочий режим выбирается с помощью битов MCx. Таблица 12-1. Режимы таймера.
Режим «вверх» Режим «вверх» используется, если период таймера должен быть отличен от количества отсчетов TBR(max). Таймер многократно считает вверх до значения в защелке сравнения TBCL0, которое определяет период, как показано на рис.12-2. Количество отсчетов таймера в периоде равно TBCL0+1. Когда значение таймера равно TBCL0, таймер перезапускается на счет с нуля. Если режим «вверх» выбран, когда значение таймера больше чем в TBCL0, таймер немедленно перезапускается на отсчет с нуля.
Флаг прерывания TBCCR0 CCIFG устанавливается, когда значение таймера равно значению TBCL0. Флаг прерывания TBIFG устанавливается, когда таймер пересчитывает от TBCL0 к нулю. На рис.12-3 показан цикл установки флагов.
Изменение регистра периода TBCL0 При изменении TBCL0 во время работы таймера, когда TBCL0 находится в режиме непосредственной загрузки, если новый период больше старого или больше текущего значения счета, таймер считает вверх к новому периоду. Если новый период меньше текущего значения счета, таймер обнуляется. Однако, может произойти один дополнительный отсчет перед обнулением счетчика. Непрерывный режим В непрерывном режиме таймер многократно считает вверх до значения TBR(max) и перезапускается от нуля, как показано на рис.12-4. Защелка сравнения TBCL0 работает подобно другим регистрам захвата/сравнения.
Флаг прерывания TBIFG устанавливается, когда таймер считает от TBR(max) к нулю. На рис.12-5 показан цикл установки флагов.
Использование непрерывного режима Непрерывный режим может использоваться для генерации независимых временных интервалов и выходных частот. Каждый раз по завершении интервала генерируется прерывание. Следующий временной интервал добавляется к защелке TBCLx в процедуре обработки прерывания. На рис.12-6 показаны два раздельных временных интервала t0 и t1, добавляемые к регистрам захвата/сравнения. Выдержка временных интервалов осуществляется аппаратно, без участия программного обеспечения и без воздействия задержек прерывания. Может быть сгенерировано до трех (таймер В3) или до семи (таймер В7) независимых временных интервалов или выходных частот при использовании регистров захвата/сравнения.
Временные интервалы могут быть реализованы также в других режимах, в которых TBCL0 используется как регистр периода. Работа с ними более комплексна, т.к. сумма старого значения TBCLx и нового периода может оказаться больше значения TBCL0. Когда сумма предыдущего значения TBCLx плюс tx больше содержимого TBCL0, для получения правильного временного интервала необходимо вычитать старое значение TBCL0. Режим «вверх/вниз» Режим «вверх/вниз» используется, если период таймера должен отличаться от величины отсчетов TBR(max), а также если требуется генерация симметричных импульсов. Таймер многократно считает вверх до значения в защелке сравнения TBCL0 и назад к нулю, как показано на рис.12-7. Период в этом случае равен удвоенному значению TBCL0.
Направление счета защелкивается. Это позволяет таймеру останавливаться и перезапускаться с тем направлением счета, которое было до его останова. Если это не желательно, для сброса направления нужно использовать бит TBCLR. Бит TBCLR также очищает значение TBR и делитель TBCLK. В режиме «вверх/вниз» флаг прерывания TBCCR0 CCIFG и флаг прерывания TBIFG устанавливаются один раз в период, разделяясь 1/2-ой периода таймера. Флаг прерывания TBCCR0 CCIFG устанавливается, когда таймер считает от TBCL0-1 до TBCL0, а TBIFG устанавливается, когда таймер завершает счет вниз от 0001h к 0000h. На рис.12-8 показан цикл установки флагов.
Изменение значение регистра периода TBCL0 Когда изменяется TBCL0 во время работы таймера при выбранном направлении счета вниз и установленном непосредственном режиме загрузке TBCL0, таймер продолжает отсчет вниз до нуля. Новый период будет активизирован после завершения счета счетчика до нуля. Если таймер считает вверх, когда новый период защелкнут в TBCL0, и новый период больше или равен старому периоду или же больше текущего значения счета, таймер считает вверх до нового периода перед счетом вниз. Когда таймер считает вверх, а новый период меньше текущего значения счета в момент загрузки TBCL0, таймер начинает считать вниз. Однако, может произойти один дополнительный отсчет прежде, чем счетчик начнет считать вниз. Использование режима «вверх/вниз» Режим «вверх/вниз» поддерживает приложения, требующие наличия «мертвого» времени между выходными сигналами (см. раздел Модуль вывода Таймера В). К примеру, чтобы избежать режима перегрузки, два выхода, управляющие H-мостом никогда не должны иметь высокий уровень одновременно. В примере, показанном на рис.12-9 «мертвое» время tdead задается так: tdead = ttimer * (TBCL1 – TBCL3), где: tdead – время, в течение которого оба выхода не активны; ttimer – время цикла такта таймера; TBCLx – содержимое защелки сравнения х. Возможность одновременной загрузки сгруппированных защелок гарантирует наличие «мертвого» времени.
12.2.4 Блоки захвата/сравнения Три или семь идентичных блоков захвата/сравнения TBCCRx представлены в таймере В. Любой из блоков может использоваться для захвата данных таймера или для генерации временных интервалов. Режим захвата Режим захвата выбирается, когда CAP=1. Режим захвата используется для регистрации временных событий. Он может быть использован для выполнения быстрых вычислений или измерений времени. Входы захвата CCIxA и CCIxB подключаются к внешним выводам или внутренним сигналам и выбираются с помощью битов CCISx. Биты CMx позволяют задать, как будет происходить захват: по переднему, по заднему или по обеим фронтам входного сигнала. Захват происходит по выбранному фронту входного сигнала. Если захват произошел, то:
Уровень входного сигнала может быть прочитан в любое время через бит CCI. Устройства семейства MSP430x1xx могут иметь различные сигналы, подключенные к CCIxA и CCIxB. См. справочное руководство конкретного устройства для выяснения подробностей подключения этих сигналов. Сигнал захвата может быть асинхронен тактовой частоте таймера и вызывать состояние гонки сигналов. При установке бита SCS захват синхронизируется со следующим тактовым импульсом таймера. Рекомендуется устанавливать бит SCS для синхронизации сигнала захвата с тактовыми импульсами таймера. Это иллюстрируется на рис.12-10.
Логика переполнения предусмотрена в каждом регистре захвата/сравнения для индикации в случае, если произошел второй захват перед прочтением значения первого захвата. Когда это происходит, устанавливается бит COV, как показано на рис.12-11. Бит COV должен сбрасываться программно.
Захват, инициируемый программным обеспечением Захваты могут быть инициированы программно. Биты CMx могут устанавливаться для выполнения захвата на обоих фронтах. В этом случае программное обеспечение устанавливает бит CСIS1=1 и переключает бит CCIS0 для переключения сигнала захвата между VCC и GND, инициируя захват каждый раз, когда CCISO изменяет состояние: MOV #CAP+SCS+CCIS1+CM_3,&TBCCTLx ; Настройка TBCCTLx XOR #CCIS0,&TBCCTLx ; TBCCTLx = TBR Режим сравнения Режим сравнения выбирается, когда CAP=0. Режим сравнения используется для генерации выходных ШИМ - сигналов или прерываний через заданные временные интервалы. Когда TAR досчитывает до значения в TBCLx, происходит следующее:
Защелка сравнения TBCLx Защелка сравнения TBCCRx TBCLx хранит данные для сравнения со значением таймера в режиме сравнения. TBCLx буферизирована TBCCRx. Буферизация защелки сравнения дает пользователю контроль над обновлением периода сравнения. Пользователь не имеет прямого доступа к TBCLx. Сравниваемые данные записываются в каждый регистр TBCCRx и автоматически переносятся в TBCLx. Синхронизация переноса из TBCCRx в TBCLx выбирается пользователем с помощью битов CLLDx в соответствии с описанным в таблице 12-2. Таблица 12-2. Варианты загрузки TBCLx
Группировка защелок сравнения Несколько защелок сравнения могут быть сгруппированы вместе для одновременного обновления с помощью битов TBCLGRPx. При использовании групп биты CLLDx самого младшего TBCCRx в группе определяют вариант загрузки для каждой защелки группы, кроме случая, когда TBCLGRP=3, как показано в таблице 12-3. Биты CLLDx, управляющие TBCCRx, не должны устанавливаться в ноль. Когда биты CLLDx управления регистром TBCCRx установлены в ноль, все защелки сравнения немедленно обновляются при выполнении записи в их соответствующие регистры TBCCRx – группировки защелок сравнения не происходит. При загрузке сгруппированных защелок сравнения необходимо соблюдать два условия. Во-первых, все регистры группы должны быть обновлены, даже когда новые данные TBCCRx равны старым данным TBCCRx. Во-вторых, должно произойти событие загрузки. Таблица 12-3. Рабочие режимы защелок сравнения
12.2.5 Модуль вывода Каждый блок захвата/сравнения содержит модуль вывода. Модуль вывода используется для генерации выходных сигналов, таких как ШИМ-сигналы. Каждый модуль вывода имеет восемь рабочих режимов, которые генерируют сигналы, основываясь на сигналах EQU0 и EQUx. Функция ножки TBoutH может использоваться для установки всех выходов таймера В в «третье» (высокоимпедансное) состояние. Когда для ножки выбрана функция TBoutH и на вывод подан высокий лог. уровень, все выходы таймера В находятся в «третьем» состоянии. Режимы вывода Режимы вывода задаются битами OUTMODx, а их описание приведено в таблице 12-4. Сигнал OUTx изменяется по нарастающему фронту тактового сигнала таймера во всех режимах, кроме режима 0. Режимы вывода 2, 3, 6 и 7 не используются для модуля вывода 0, поскольку EQUx=EQU0. Таблица 12-4. Режимы вывода.
Пример вывода – таймер в режиме «вверх» Сигнал OUTx изменяется, когда таймер досчитывает вверх до значения TBCLx и обратно от TBCL0 к нулю, в зависимости от режима вывода. Пример с использованием TBCL0 и TBCL1 показан на рис.12-12.
Пример вывода – таймер в непрерывном режиме Сигнал OUTx изменяется, когда таймер достигает значений TBCLx и TBCL0, в зависимости от режима вывода. Пример с использованием TBCL0 и TBCL1 показан на рис.12-13.
Пример вывода – таймер в режиме «вверх/вниз» Сигнал OUTx изменяется, когда таймер равен TBCLx при любом направлении счета, либо когда таймер равен TBCL0, в зависимости от режима вывода. Пример с использованием TBCL0 и TBCL3 показан на рис.12-14.
12.2.6 Прерывания Таймера В С 16-разрядным модулем таймера В связаны два вектора прерываний:
В режиме захвата любой флаг CCIFG устанавливается, когда значение таймера зафиксировано в соответствующем регистре TBCCRx. В режиме сравнения устанавливается любой флаг CCIFG, если TBR досчитал до соответствующего значения TBCLx. Программное обеспечение может также устанавливать или очищать любой флаг CCIFG. Все флаги CCIFG запрашивают прерывания, когда установлены их соответствующие биты CCIE и бит GIE. Вектор прерывания TBCCR0 Флаг TBCCR0 CCIFG обладает наивысшим приоритетом прерывания Таймера B и имеет специализированный вектор прерывания, как показано на рис.12-15. Флаг TBCCR0 CCIFG автоматически сбрасывается, когда обслуживается запрос на прерывание TBCCR0.
Генератор вектора прерывания TBIV Флаг TBIFG и флаги TBCCRx CCIFG (кроме TBCCR0 CCIFG) распределены по приоритетам и объединены в источник одного вектора прерывания. Регистр вектора прерывания TBIV используется для определения, какой флаг запросил прерывание. Разрешенное прерывание с наивысшим приоритетом (кроме TBCCR0 CCIFG) генерирует число в регистре TBIV (см. описание регистра). Можно оценить это число или добавить его к программному счетчику для автоматического входа в соответствующую процедуру программы. Запрещенные прерывания таймера В не воздействуют на значение TBIV. Любой тип доступа: чтение или запись регистра TBIV автоматически сбрасывает флаг наивысшего ожидающего прерывания. Если установлен другой флаг прерывания, будет немедленно сгенерировано другое прерывание после обработки изначального прерывания. К примеру, если флаги TBCCR1 и TBCCR2 CCIFG установлены, когда процедура обработки прерывания обращается к регистру TBIV, флаг TBCCR1 CCIFG автоматически сбрасывается. После выполнения команды процедуры обработки прерывания RETI, флаг TBCCR2 CCIFG генерирует другое прерывание. Пример программного обеспечения, использующего TBIV Приведенный далее пример программного обеспечения показывает рекомендуемое использование TBIV и величину издержек времени на управление. Значение TBIV добавляется к программному счетчику РС для автоматического перехода к соответствующей программной процедуре. Числа в правом поле показывают необходимое количество циклов ЦПУ для каждой команды. Программные издержки различных источников прерывания включают задержку прерывания и циклы возврата из прерывания, но не учитывают собственно время обработки задачи. Задержки делятся на:
Следующий пример программного обеспечения показывает рекомендуемое использование TBIV для таймера В3: ; Обработчик прерывания для TBCCR0 CCIFG. Циклы СCIFG_0_HND ... ; Начало времени задержки обработчика прерывания 6 RETI 5 ; Обработчик прерывания для TBIFG, TBCCR1 и TBCCR2 CCIFG. TB_HND $ ; Задержка прерывания 6 ADD &TBIV,PC ; Добавление смещения к таблице переходов 3 RETI ; Вектор 0: Нет прерывания 5 JMP CCIFG_1_HND ; Вектор 2: Модуль 1 2 JMP CCIFG_2_HND ; Вектор 4: Модуль 2 2 RETI ; Вектор 6 RETI ; Вектор 8 RETI ; Вектор 10 RETI ; Вектор 12 TBIFG_HND ; Вектор 14: Флаг TIMOV ... ; Задача стартует здесь RETI 5 CCIFG_2_HND ; Вектор 4: Модуль 2 ... ; Задача стартует здесь RETI ; Назад к главной программе 5 ; Модуль 1 обработчика позволяет узнать, что ожидается ; любое другое прерывание: на это тратится 5 циклов, но ; 9 циклов можно сэкономить, если ожидается другое прерывание CCIFG_1_HND ; Вектор 6: Модуль 3 ... ; Задача стартует здесь JMP TB_HND ; Просмотр ожидающих прерываний 2 12.3 Регистры таймера В Перечень регистров таймера В приведен в таблице 12-5. Таблица 12-5. Регистры Таймера В.
TBCTL, регистр управления таймером В
TBR, регистр таймера В
TBCCTLx, регистр управления захватом/сравнением
TBIV, регистр вектора прерывания таймера В
* Только в устройствах MSP430x14x, MSP430x16x.
содержание .. 1 2 3 4 ..
|
|