定时器介绍及简单应用

定时器介绍及简单应用

1.定时器基本介绍

定时器的用途：定时控制，精确延时，频率测量，脉宽测量，信号产生等。

1.1MSP430的四种定时器：

1. 看门狗定时器：基本定时，当程序发生错误时执行一个受控的系统重启动
2. 定时器A：基本定时，工作在低频率，低功耗条件下
3. 定时器B：基本定时，功能基本同定时器A，但更灵活，功能更强大
4. 实时时钟：基本定时，日历功能

2.定时器A（Timer_A)

2.1特点

定时器A具有如下特点：

• 4种类运行模式的异步16位定时/计时器
• 参考时钟源可选择
• 5/3可配置的捕获/比较寄存器
• 可配置的PWM输出
• 异步输入和输出锁存
• 具有可对Timer_A中断快速响应的中断向量寄存器

同步和异步的区别：

• 执行顺序：同步按顺序依次执行任务；异步任务执行顺序不固定，可同时启动多个任务。
• 阻塞特性：同步通常会阻塞线程，直到操作完成；异步一般是非阻塞的，调用后可继续执行其他代码。
• 应用场景：同步适用于需保证任务顺序和数据一致性的场景；异步用于处理耗时操作，以提升程序响应速度和性能。

2.2寄存器的命名

MSP430F5529的定时器A由3个形似相近的模块构成。其中TA0有5个捕获/比较器；TA1/2有3个捕获/比较器

命名形式：TAx，TAxCCRx（x与具体型号有关）。

例如：

TA0，TA0CCR0，TA0CCR1，TA0CCR2……
    
TA1，TA1CCR0，TA1CCR1，TA1CCR2……

2.3寄存器表格

2.4计数器原理说明

2.4.1时钟源、分频器、计数器、工作模式

计数器部件由时钟源选择、分频器、16位计数器以及工作模式控制组成

2.4.2计数器复位

2.5定时器中断

2.5.1定时器中断条件及标志位

• 中断可以由计时器溢出引起，也可来自捕获/比较寄存器
• 定时计数器溢出中断标志位时TAIFG
• TAxCCR0中断标志位TAxCCR0 CCIFG

2.5.2中断的中断向量

定时器A中断有两个中断向量（以TA0为例）

• TACCR0中断比较特殊，它独自拥有一个中断向量(TIMERO AO VECTOR)，是单源中断
• 定时器溢出中断和其它两个比较/捕获中断共享一个中断向量(TIMERO A1 VECTOR)，属于共源中断。

2.6计数工作模式

Timer_A共有4中工作模式：

停止模式、增计数模式、连续计数模式和增/减计数模式。

1. 停止模式(MCx=00)
   停止模式下计数器将暂停计数且 TAR 保持计数停止前的内容。
   当定时器启动计数时，计数器将从暂停时的值开始按照事先设置好的计数方式进行计数。
2. 连续计数模式(MCx=10)
   在连续计数模式下，Timer A定时器增计数到0FFFFh之后从0开始重新计数，如此往复。

连续计数模式的中断：

• 计数周期为65536
• 当定时器计数值从0FFFFh计数到0时，置位TimerA中断标志位，之后又从0开始重新计数。（见上图）

2.6寄存器位设置说明

• 第 15 - 10 位：Reserved（保留位），保留给未来可能的功能扩展使用，一般不进行操作 。
• 第 9 - 8 位：TASSEL（定时器时钟源选择位 ）。
  • 00：选择 TAxCLK 作为时钟源；
  • 01：选择 ACLK（辅助时钟）作为时钟源；
  • 10：选择 SMCLK（系统主时钟）作为时钟源；
  • 11：选择 INCLK（外部输入时钟）作为时钟源。
• 第 7 位：ID（输入分频位 ）。
  • 00：不分频；
  • 01：2 分频；
  • 10：4 分频；
  • 11：8 分频。
• 第 6 位：MC（计数模式控制位 ）。
  • 00：停止模式；
  • 01：增计数模式；
  • 10：连续计数模式；
  • 11：增 / 减计数模式 。
• 第 5 - 3 位：Reserved（保留位），保留用途，不操作。
• 第 2 位：TACLR（定时器清除位 ），写 1 时清除定时器 TAxR 和捕获 / 比较寄存器，同时复位分频器，写 0 无响。
• 第 1 位：TAIE（定时器中断使能位 ），置 1 时使能定时器溢出中断，清 0 时禁止。
• 第 0 位：TAIFG（定时器溢出标志位 ），定时器计数溢出时置 1，可通过软件清 0 。

2.7使用TA0定时器点灯（实操）

原理：使用定时器TA0，使用SMCLK时钟，连续模式，根据定时器溢出中断来改变灯的状态。

#include "intrinsics.h"
#include "msp430f5529.h"

int main(void) {
    WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD; // 停止看门狗定时器，防止其复位系统
    P1DIR |= BIT0;
    // 配置定时器A0
    // TASSEL_2: 选择SMCLK作为时钟源
    // MC_2: 连续模式（定时器从0计数到最大值后重新开始）
    // TACLR: 清除定时器计数器
    // TAIE: 开启定时器溢出中断
    TA0CTL |= TASSEL_2 + MC_2 + TACLR + TAIE;

    // 进入低功耗模式0（LPM0），并开启全局中断（GIE）
    __bis_SR_register(LPM0_bits + GIE);
}

#pragma vector = TIMER0_A1_VECTOR
// 定时器A0的中断服务程序
__interrupt void TIMER_A1_ISR(void) {
    switch (__even_in_range(TA0IV, 14)) {
        case 0: break;       // 无中断（通常不会发生）
        case 2: break;       // CCR1 不使用
        case 4: break;       // CCR2 不使用
        case 6: break;       // 保留
        case 8: break;       // 保留
        case 10: break;      // 保留
        case 12: break;      // 保留
        case 14: 
            P1OUT ^= BIT0;//闪烁
            break;// 定时器溢出中断（TAIFG标志位触发）
        default: break;      // 默认情况，忽略
    }
}