9 定时器控制器与系统定时器

9.1 定时器控制器

9.1.1 概述

 

定时器是单片机中最基本的接口之一，它的用途非常广泛，常用于计数、延时、提供定时脉冲信号等。在实际应用中，对于转速、位移、速度、流量等物理量的测量，通常也是由传感器转换成脉冲电信号，通过使用定时器来测量其周期或频率，再经过计算处理获得。

定时器控制器包括4组32位的定时器，TIMER0~TIMER3， 方便用户的定时器控制应用。定时器模块可支持例如频率测量，计数，间隔时间测量，时钟产生，延迟时间等功能。定时器可在计时溢出时产生中断信号，也可在操作过程中提供计数的当前值。

 

 

9.1.2 特征 

l 4 组 32-位定时器，带24位向上定时器和一个8位的预分频计数器 

l 每个定时器都有独立的时钟源 

l 24位向上计数器，通过TDR  （定时器数据寄存器）可读取 

l 4种工作模式：单脉冲模式(one-shot)，周期模式(periodic)，开关模式(toggle)和连续计数(continuous counting)模式操作模式

 

9.1.3 定时器操作模式

² 定时器操作模式

 

定时器控制器提供4种工作模式，单脉冲(one-shot)模式、周期(periodic)模式、开关（toggle）和连续计数(continuous counting)模式。每种操作功能模式如下所示：

 

² 单脉冲模式

如果定时器工作在单脉冲模式且CEN (定时器使能位) 置1，定时器的计数器开始计数。一旦定时器计数器的值达到定时器比较器寄存器(TCMPR)的值,IE(中断使能位)置1，则定时器中断标志置位，产生中断信号并送到NVIC通知CPU。表明定时器计数发生溢出。如果IE (interrupt enable bit) 置0，无中断信号产生。     

在此工作模式下，一旦定时器计数器的值达到定时器比较寄存器(TCMPR)的值，定时器计数器的值返回初始值且CEN (定时器使能位)由定时器控制器清零。一旦定时器计数器的值达到定时器比较寄存器(TCMPR)的值，定时器计数操作停止。也就是说,在编程比较寄存器（TCMPR）的值与CEN(定时器使能位)置1后，定时器操作定时器计数和与TCMPR值的比较仅执行一次。因此，该操作称为单脉冲模式。

 

² 周期模式

如果定时器工作在周期模式且CEN(定时器使能位)置1，定时器计数器开始计数。一旦定时器计数器的值达到定时器比较寄存器(TCMPR)的值，且IE (中断使能位)设置为1，则定时器中断标志置位且产生中断信号，并发送到NVIC通知CPU。表示定时器计数溢出发生。 

如果IE (中断使能位)设置为0,无中断信号发生。在该工作模式下，一旦定时器计数器的值达到定时器比较器寄存器(TCMPR) 的值,定时器计数器的值返回计数初始值且CEN 保持为1 (持续使能计数)。定时器计数器重新开始计数。

如果软件清除中断标志，一旦定时器计数器的值与定时器比较寄存器(TCMPR)的值匹配且IE (中断使能位)设置为1 中断标志置位，产生中断信号并送到NVIC再次通知CPU。也就是说，定时器操作定时器计数和与TCMPR比较功能是周期性进行的。直到CEN设置为0，定时器计数操作才会停止。中断信号的产生也是周期性的。因此，这种操作模式称为周期模式。

 

² 开关模式

如果定时器工作在开关模式且CEN(定时器使能位)置1，定时器计数器开始计数。一旦定时器计数器的值与定时器比较寄存器TCMPR的值匹配时,且IE(中断使能位)设置为1,则定时器中断标志置位,产生中断信号并送到NVIC通知CPU。表示定时器发生计数溢出。相应开关输出(tout) 信号置1。 

在这种操作模式，一旦定时器计数器的值与定时器比较寄存器TCMPR 的值匹配， 定时器计数器的值返回到计数初始值且CEN 保持为 1 (持续使能计数)。定时器计数器重新开始计数。如果中断标志由软件清除，一旦定时器计数器的值与定时器比较寄存器中TCMPR的值匹配且IE (中断使能位) 置1，则定时器中断标志置位，发生中断信号，并送到NVIC再次通知CPU。相应开关输出(tout)信号置0。定时器计数操作在CEN设置为0之后才停止。因此，开关输出 (tout)信号 以50%的占空比反复改变，所以这种操作模式称为开关模式。

 

² 连续计数模式

如果定时器工作在连续计数模式且CEN (定时器使能位)置1，如果IE(中断使能位)设置为1， 当TDR =TCMPR时，相关的中断信号产生。用户可以立即改变TCMPR 的值，而不需要禁用或重启定时器计数。例如，TCMPR 的值先被设置为80(TCMPR的值应当小于224-1并且大于1)，当TDR 的值等于80时，如果IE (中断使能位)设置为1，定时器产生中断，TIF(定时器中断标志)将被置位，产生中断信号并送到NVIC通知CPU，且CEN 保持为 1 (持续使能计数)，但是TDR的值不会返回到零，而是继续计数81，82，83，……to 224 -1， 0， 1， 2， 3， …… to 224 -1 。接下来，如果用户设置TCMPR为200，且TIF被清零。当TDR的值达到200，定时器中断发生，TIF被置位，产生中断信号并送到NVIC再次通知CPU。最后，用户设置TCMPR为500，并再一次清零TIF，当TDR的值达到500，定时器中断发生，TIF被置位，产生中断信号并送到NVIC通知CPU。从应用的角度看，中断的产生取决于TCMPR。在该模式下，定时器计数是连续的，所以这种操作模式被称为连续计数模式。

 

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