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合泰单片机之定时器

news 2025/11/3 10:42:28

本章节将介绍HT66F0185的定时器模块及其中断系统。

1. 00HT66F0185芯片定时器介绍

HT66F0185芯片配备了三个独立的定时器模块，为嵌入式应用提供了灵活的时间控制功能：

TM0（16位STM定时器）：
- 这是一个标准16位定时器，具有较高的时间精度
- 支持定时器基本功能，可用于周期性中断触发
- 内置预分频器，可以调整计数时钟源的分频比
- 适用于需要精确时间基准的应用场景
TM1（10位PTM定时器）：
- 10位定时器，占用较少的硬件资源
- 特别适合简单的定时任务或低精度要求的时间控制
- 支持脉冲宽度测量功能
- 典型应用包括按键消抖、简单延时等
TM2（16位CTM定时器）：
- 高性能16位定时器
- 具备输入捕捉功能，可以精确测量外部信号的时间参数
- 支持PWM波形生成，可配置占空比和频率
- 适用于电机控制、LED调光等需要精确波形控制的应用

每个定时器模块都包含以下功能单元：

独立的计数寄存器
可编程预分频器
中断控制逻辑
多种工作模式选择寄存器

功能支持：

定时功能：可配置定时周期，产生定时中断
捕获功能：记录外部事件发生的精确时刻
单脉冲输出：可产生精确宽度的单个脉冲
PWM输出：支持可调占空比的PWM波形生成
- 频率范围：从几Hz到数百kHz（具体取决于系统时钟）
- 占空比分辨率可达10位（1024级）

应用场景举例：

实时时钟实现（TM0）
按键消抖处理（TM1）
直流电机速度控制（TM2 PWM输出）
超声波测距（TM2捕获功能）
蜂鸣器音调控制（TM2 PWM输出）

这些定时器模块可以独立工作，也可以相互配合使用，为各种嵌入式应用提供灵活的时间控制解决方案。

本章节通过TM0模块实现定时功能，结合中断系统控制CLED实现每秒一次的闪烁效果。

在这里插入图片描述
TM0结构示意图

2. TM0定时器介绍

TM0是一个16位定时器模块，其核心由多个功能部件组成协同工作：

16位计数器结构
- 采用向上计数模式，计数范围为0x0000-0xFFFF
- 计数器位宽固定为16bit，不能分段使用
- 支持两种时钟源选择：
  - 内部时钟（系统时钟分频后）
  - 外部时钟（通过特定引脚输入）
比较器系统
- 16位比较器A（CCRA）：
  - 完整比较模式：与计数器的全部16位进行比较
  - 匹配时可触发中断或输出特定波形
- 8位比较器P（CCRP）：
  - 仅与计数器的高8位（bits[15:8]）进行比较
  - 适用于需要快速比较的应用场景
计数器控制机制
- 强制复位方式：
  - 通过程序置位TnON控制位，在上升沿触发计数器清零
- 自动清零条件：
  - 计数器溢出（0xFFFF→0x0000）
  - 与CCRA发生16位全比较匹配
- 中断生成：
  - 上述所有清零条件都会产生TM中断信号
  - 中断标志需要软件清除
工作模式配置
- 通过配置控制寄存器实现：
  - 时钟源选择寄存器
  - 模式控制寄存器
  - 比较值寄存器
  - 中断使能寄存器
- 典型应用场景：
  - 精确延时（使用内部时钟）
  - 外部事件计数（使用外部时钟）
  - PWM波形生成（配合比较器）
运行特性
- 所有配置需在计数器停止时进行
- 比较值在运行时可动态修改
- 计数器状态可实时读取
- 支持单次触发和连续工作模式

该定时器模块通过灵活的可编程性，可以满足多种定时、计数和波形生成的应用需求。在实际使用时，需要根据具体应用场景合理配置各功能寄存器参数。

3. 寄存器说明

在这里插入图片描述

3.1 TMnC0寄存器说明

在这里插入图片描述
Bit 7 TnPAU:TMn 计数器暂停位
0：运行
1：暂停
通过设置此位为高可使计数器暂停，清零此位恢复正常计数器操作。

Bit 6~ 4 TnCK2~ TnCK0 ：选择TMn计数时钟位
000 ： fS YS/ 4
001 ： fS YS
010 ： fH/ 16
011 ： fH/ 64
100 ： fT BC
101 ： fH/ 8
110 ： T C Kn 上升沿时钟
111 ： T C Kn 下降沿时钟
此三位用于选择TMn的时钟源。外部引脚时钟源能被选择在上升沿或下降沿有效。 fSYS是系统时钟，f H和fTBC是其它的内部时钟源。

Bit 3 TnON：T Mn计数器On/Off控制位
0 ： Off
1 ： On
此位控制TMn的总开关功能。清零此位将停止计数器并关闭 TMn减少耗电。当此位经由低到高转换时，内部计数器将复位清零
Bit 2~ 0 未定义，读为 “ 0”

3.2 TMnC1寄存器说明

在这里插入图片描述
Bit 7~ 6 Tn M1~ Tn M0 ：选择 T M n 工作模式位
00 ：比较匹配输出模式
01 ：捕捉输入模式
10 ： P W M 模式或单脉冲输出模式
11 ：定时 / 计数器模式
注意：这两位设置 T M n 需要的工作模式。为了确保操作可靠， T M n应在 T n M1 和 T n M0 位有任何改变前先关掉。在定时 / 计数器模式， T M n输出脚控制必须除能。

Bit 5~ 4 TnIO1~ T nIO0 ：选择 T Pn 引脚输出功能位
比较匹配输出模式
00 ：无变化
01 ：输出低
10 ：输出高
11 ：输出翻转
P W M 模式 / 单脉冲输出模式
00 ：强制无效状态
01 ：强制有效状态
10 ： P W M 输出
11 ：单脉冲输出
捕捉输入模式
00 ：在 T Pn 上升沿输入捕捉
01 ：在 T Pn 下降沿输入捕捉
10 ：在 T Pn 双沿输入捕捉
11 ：输入捕捉除能
定时 / 计数器模式
未使用
注意，由 T nIO1 和 T nI O0 位得到的输出电平必须与通过 T n O C 位设置的初始值不同，否则当比较匹配发生时， T M n 输出脚将不会发生变化。在 T Mn 输出脚改变状态后，通过 T n O N 位由低到高电平的转换复位至初
始值。

Bit 3 T nO C ： T M n T Pn 输出控制位
比较匹配输出模式
0 ：初始低
1 ：初始高
P W M 模式 / 单脉冲输出模式
0 ：低有效
1 ：高有效

Bit 2 T nPOL ： T Mn T Pn 输出极性控制位
0 ：同相
1 ：反相
此位控制 T Pn 输出脚的极性。

Bit 1 T nDP X ： T M n P W M 周期 / 占空比控制位
0 ： CC RP - 周期； C C R A - 占空比
1 ： CC RP - 占空比； C C RA - 周期

Bit 0 T nCCL R ：选择 T M n 计数器清零条件位
0 ：比较器 P 匹配
1 ：比较器 A 匹配

在这里插入图片描述

4. 代码介绍

1.配置定时器的时钟

//clk = fh/64 = 8000000/64 = 125000,1/125000 = 0.000008,等于一个计数周期为8us
_t0ck2 = 0;
_t0ck1 = 1;
_t0ck0 = 1;

2.配置工作模式

//选择定时模式
_t0m1 = 1;
_t0m2 = 1;
//选择比较器A与计数器比较
_t0cclr = 1;

3.给比较器A赋值

//注意先后顺序，先L后H，8us*625 = 5ms
_tm0al = 625 & 0xff;
_tm0ah = 625 >> 8;

4.配置中断

_mf0e = 1;	//多功能中断使能
_t0ae = 1;	//比较计数器A匹配中断使能
_mei = 1;		//使能总中断

5.打开定时器

_t0on = 1; 	//打开定时器

6.中断服务函数

DEFINE_ISR(t0isr,0x0c)
{static u8 sec=0;if(_t0af)//中断标志位需要软件清0,中断周期5ms{_t0af=0;	if(++sec>=200){sec=0;CLED=~CLED;//LED灯1s闪烁	}}	}

5.完整代码

/*
实验准备：连接CX-CXLED跳线帽*/#include "HT66F0185.h"
#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int#define CLED _pa3void delay_ms(u16 ms)
{while(ms--){GCC_DELAY(2000);//编译器自带延时指定个周期，在主频8Mhz下，一个指令周期为0.5us	GCC_CLRWDT();}
}void main()
{_wdtc=0xa8;//关闭看门狗_pac3=0;//设置为输出_cos=1;//设置pa3管脚为IO，而不是比较器输出_tm0c0=0x30;//时钟=sys/64=125k   t=8us_tm0c1=0xc1;//定时器模式、比较计数器A匹配清0计数器_tm0al=625&0xff;//t=1/(sys/64)*625 s   =5ms_tm0ah=625>>8;//注意先后顺序，先L 后H_mf0e=1;//多功能中断使能_t0ae=1;//比较计数器A匹配中断使能_emi=1;//使能总中断_t0on=1;//打开定时器while(1);}DEFINE_ISR(t0isr,0x0c)
{static u8 sec=0;if(_t0af)//中断标志位需要软件清0,中断周期5ms{_t0af=0;	if(++sec>=200){sec=0;CLED=~CLED;//LED灯1s闪烁	}}	}