MSP430_定时器A的使用(含OUTMOD模式详解及运用).doc

1、第 四 讲 定 时 器 A 的 使 用MSP430F413 芯 片 中 含 有 TimerA3 模 块 ， 如 图 1-2 所 示 。 其 常 用 的 外 引 线 有 三 条 ：TACLK、 TA1 和 TA2。TACLK： 定 时 器 _A 输 入 时 钟 （ 48 脚 ） ， 与 P1.6 和 ACLK 输 出 共 用 同 一 引 脚 。TA1： 定 时 器 _A 的 第 一 通 道 输 入 、 输 出 引 脚 （ 51 脚 ） 。 捕 获 方 式 ： CCI1A 输 入 ； 比 较 方式 ： OUT1 输 出 。TA2： 定 时 器 _A 的 第 二 通 道 输 入 、 输 出 引 脚

2、（ 45 脚 ） 。 捕 获 方 式 ： CCI2A 输 入 ； 比 较 方式 ： OUT2 输 出 。1 定 时 器 A 功 能 及 结 构定 时 器 A 基 本 结 构 是 一 个 十 六 位 计 数 器 ， 由 时 钟 信 号 驱 动 工 作 ， 结 构 框 图 如 图 4-1 所 示 。图 4-1 定 时 器 A 结 构 图定 时 器 A 具 有 多 种 功 能 ， 其 特 性 如 下 ：（ 1） 输 入 时 钟 可 以 有 三 种 选 择 ， 可 以 是 慢 时 钟 （ ACLK） 、 快 时 钟 （ SMCLK 与 单 片 机 主时 钟 同 频 ） 和 外 部 时 钟 。 （ 2）

3、 能 产 生 的 定 时 中 断 、 定 时 脉 冲 和 PWM（ 脉 宽 调 制 ） 信 号 ， 没 有 软 件 带 来 的 误 差 。 （ 3） 不 仅 能 捕 获 外 部 事 件 发 生 的 时 间 ， 还 可 选 择 触 发 脉 冲 沿 （ 由 上 升 沿 或 下 降 沿 触 发 ） 。定 时 器 A 功 能 模 块 主 要 包 括 ：（ 1） 计 数 器 部 分 ： 输 入 的 时 钟 源 具 有 4 种 选 择 ， 所 选 定 的 时 钟 源 又 可 以 1、 2、 4 或 8 分频 作 为 计 数 频 率 ， Timer_A 可 以 通 过 选 择 4 种 工 作 模 式 灵 活

4、 的 完 成 定 时 /计 数 功 能 。 （ 2） 捕 获 /比 较 器 ： 用 于 捕 获 事 件 发 生 的 时 间 或 产 生 时 间 间 隔 ， 捕 获 比 较 功 能 的 引 入 主要 是 为 了 提 高 I/O 端 口 处 理 事 务 的 能 力 和 速 度 。 不 同 的 MSP430 单 片 机 ， Timer_A 模 块 中 所 含有 的 捕 获 /比 较 器 的 数 量 不 一 样 ， 每 个 捕 获 /比 较 器 的 结 构 完 全 相 同 ， 输 入 和 输 出 都 取 决 于 各 自所 带 控 制 寄 存 器 的 控 制 字 ， 捕 获 /比 较 器 相 互 之 间

5、 完 全 独 立 工 作 。 （ 3） 输 出 单 元 ： 具 有 可 选 的 8 种 输 出 模 式 ， 用 于 产 生 用 户 需 要 的 输 出 信 号 ， 支 持 PWM输 出 。2 定 时 器 工 作 模 式 （ 1） 停 止 模 式 ： 停 止 模 式 用 于 定 时 器 暂 停 ， 并 不 发 生 复 位 ， 所 有 寄 存 器 现 行 的 内 容 在 停止 模 式 结 束 后 都 可 用 。 当 定 时 器 暂 停 后 重 新 计 数 时 ， 计 数 器 将 从 暂 停 时 的 值 开 始 以 暂 停 前 的计 数 方 向 计 数 。 例 如 ， 停 止 模 式 前 ， Tim

6、er_A 工 作 于 增 /减 计 数 模 式 并 且 处 于 下 降 计 数 方 向 ，停 止 模 式 后 ， Timer_仍 然 工 作 于 增 /减 计 数 模 式 ， 从 暂 停 前 的 状 态 开 始 继 续 沿 着 下 降 方 向 开 始计 数 。 如 果 不 需 这 样 ， 则 可 通 过 TACTL 中 的 CLR 控 制 位 来 清 除 定 时 器 的 方 向 记 忆 特 性 。 （ 2） 增 计 数 模 式 ： 捕 获 /比 较 寄 存 器 CCR0 用 作 Timer_A 增 计 数 模 式 的 周 期 寄 存 器 ， 因 为CCR0 为 16 位 寄 存 器 ， 所 以

7、 该 模 式 适 用 于 定 时 周 期 小 于 65536 的 连 续 计 数 情 况 。 计 数 器 TAR可 以 增 计 数 到 CCR0 的 值 ， 当 计 数 值 与 CCR0 的 值 相 等 (或 定 时 器 值 大 于 CCR0 的 值 )时 ， 定 时器 复 位 并 从 0 开 始 重 新 计 数 。 增 计 数 模 式 的 计 数 过 程 如 图 4-2 所 示 。 通 过 改 变 CCR0 值 ， 可 重置 计 数 周 期 。图 4-2 增 计 数 模 式 示 意 图（ 3） 连 续 计 数 模 式 ： 在 需 要 65536 个 时 钟 周 期 的 定 时 应 用 场 合

8、 常 用 连 续 计 数 模 式 。 定 时器 从 当 前 值 计 数 到 单 增 到 0FFFFH 后 ， 又 从 0 开 始 重 新 计 数 如 图 4-3 所 示 。图 4-3 连 续 计 数 模 式（ 4） 增 /减 计 数 模 式 需 要 对 称 波 形 的 情 况 经 常 可 以 使 用 增 /减 计 数 模 式 ， 该 模 式 下 ， 定 时 器 先 增 计 数 到 CCR0 的值 ， 然 后 反 向 减 计 数 到 0。 计 数 周 期 仍 由 CCR0 定 义 ， 它 是 CCR0 计 数 器 数 值 的 2 倍 。 计 数 器的 计 数 过 程 如 图 4-4 所 示 。

9、图 4-4 增 /减 计 数 模 式3 增 计 数 模 式 应 用 举 例增 计 数 最 大 值 存 储 器 在 CCR0， 该 值 计 算 方 法 如 下 ： 选 用 辅 助 时 钟 时 ， ACLK 频 率f=32768Hz， 周 期 T=1/32768， 若 选 用 250ms 中 断 ， 则 CCR0 值 应 为 ：195.0N转 换 成 十 六 进 制 数 后 N=2000（ H）MSP430F413 单 片 机 定 时 器 A 构 成 的 时 钟 小 系 统 程 序 清 单 如 下 ：/* 文 件 名 称 ： MSP413C 语 言 定 时 程 序* 文 件 说 明 ： 用 MSP

10、430F413 定 时 器 A 作 为 定 时 中 断 源 。*/#include /* 文 件 说 明 ： LCD 模 块*/#define LCD_IN_USE 10/* 数 据 定 义 七 段 译 码 表 */const unsigned char NUM_LCD17= 0xd7, 0x06, 0xe3, 0xa7, 0x36, /0 40xb5, 0xf5, 0x07, 0xf7, 0xb7, /5 90x77, 0xf4, 0xd1, 0xe6, 0xf1, / A E0x71, 0x00; / F,全 熄 unsigned char lcd_BufLCD_IN_USE; / 自 定

11、 义 显 示 缓 冲 区 ， 用 于 要 显 示 的 数 据unsigned int cont,y0,y1,y2; /秒 、 时 、 分 存 储 变 量 /* LCD 模 块 初 始 化*/void init_LCD(void)char tmpv;BTCTL = BT_fLCD_DIV32; / set LCD 时 钟P5SEL = 0xfc; / 置 为 外 围 模 块LCDCTL = LCDON+LCD4MUX+LCDP1; / 4Mux 模 式for (tmpv = 0;tmpvvoid main(void) WDTCTL = WDTPW +WDTHOLD; / 关 WDTTACTL =

12、 TASSEL0 + TACLR; / ACLK, 清 零 TarCCR0 = 512; / PWM 周 期CCTL1 = OUTMOD_7; / CCR1 reset/set 模 式CCR1 = 384; / CCR1 PWM 任 务 周 期CCTL2 = OUTMOD_7; / CCR2 reset/set 模 式CCR2 = 128; / CCR2 PWM 任 务 周 期P1DIR |= 0x04; / P1.2 输 出P1SEL |= 0x04; / P1.2 TA1 模 式P2DIR |= 0x01; / P2.0 输 出P2SEL |= 0x01; / P2.0 TA2 模 式TA

13、CTL |= MC0; / 增 模 式 启 动 Timer_A for (;) _BIS_SR(LPM3_bits); / 进 入 LPM3 省 电 模 式_NOP(); / C-spy 使 用第 五 讲 直 流 电 机 控 制 与 电 动 小 车 制 作一 、 直 流 电 机 驱 动 电 路 工 作 原 理1） 直 流 电 机 转 向 原 理直 流 电 机 一 般 采 用 H 桥 驱 动 电 路 ， 如 图 5-1 所 示 。Q1Q2Q3Q42KR12KR22KR32KR42KR5Q5A-+12U1A34U1BVDDA BPWM图 5-1 直 流 电 机 驱 动 原 理 图同 步 改 变 对

14、 角 开 关 管 通 断 状 态 ， 就 改 变 了 流 过 电 机 的 电 流 方 向 ， 也 就 改 变 了 直 流 电 机 的转 动 方 向 ， 达 到 了 控 制 正 、 反 转 的 目 的 。 电 路 工 作 状 态 表 如 表 5-1 所 示 。表 5-1H 桥 电 机 控 制 状 态 表PWM A B 电 机 运 行 状 态0 停 转1 0 0 停 转1 0 1 反 转1 1 0 正 转1 1 1 停 转注 ： “0”代 表 低 电 平 ； “1”代 表 高 电 平 。由 表 5-1 可 知 ， H 桥 电 路 将 电 机 转 动 方 向 控 制 转 化 为 A、 B 两 端 的

15、 电 平 控 制 ， 便 于 与 单 片机 接 口 实 现 电 机 转 向 控 制 。2） 直 流 电 机 转 速 控 制 原 理控 制 直 流 电 动 机 所 加 电 压 即 可 控 制 电 机 转 速 。 直 接 调 整 图 5-1 中 直 流 电 机 所 加 电 压 VDD虽 然 可 调 整 电 机 转 速 ， 但 其 主 要 缺 点 是 效 率 低 。 为 了 提 高 效 率 ， 通 常 采 用 占 空 比 可 调 矩 形 波控 制 电 机 转 速 ， 即 PWM（ 脉 冲 宽 度 调 制 ） 波 调 速 。 PWM 信 号 示 意 如 图 5-2 所 示 ， 图 中 T 为 设定 的

16、 脉 冲 周 期 ， 在 驱 动 电 机 过 程 中 确 定 不 变 ； t 为 脉 冲 的 高 电 平 时 间 ， 占 空 比 d = t /T。 将 其 加于 图 5-1 电 路 的 PWM 端 ， 电 机 转 速 与 PWM 信 号 占 空 比 成 正 比 。图 5-2PWM 信 号 示 意 图PWM 波 产 生 方 法 有 多 种 ， 本 设 计 中 为 了 简 化 电 路 ， 直 接 使 用 单 片 机 内 定 时 器 A 产 生PWM 控 制 电 机 转 速 。3） 电 机 驱 动 专 用 芯 片 L293D 简 介图 5-1 所 示 H 桥 电 路 仅 是 原 理 电 路 ， 要

17、 转 化 为 实 用 电 路 还 要 做 许 多 工 作 ， 因 此 实 际 应 用中 很 少 采 用 。L293D 是 集 成 电 路 芯 片 ， 片 内 含 有 双 H 桥 驱 动 器 ， 引 脚 图 如 图 5-3 所 示 。 输 入 小 电 流 控制 信 号 ， 输 出 高 电 压 、 大 电 流 驱 动 信 号 。 用 逻 辑 电 平 控 制 、 驱 动 感 性 负 载 （ 比 如 继 电 器 ， 直流 电 机 和 步 进 电 机 等 ） 。 通 过 改 变 芯 片 控 制 端 的 输 入 电 平 ， 即 可 以 对 电 机 进 行 正 反 转 操 作 。芯 片 具 有 1.2A 峰

18、 值 输 出 电 流 通 道 ， 使 用 简 易 便 。 其 额 定 工 作 电 流 为 1A， 最 大 可 达 1.5A， Vss电 压 最 小 4.5V， 最 大 可 达 36V； Vs 电 压 最 大 值 也 是 36V。L293D 是 16 引 脚 塑 料 封 装 ， 中 间 的 4 个 引 脚 是 短 路 的 (为 了 散 热 )， L293D 的 Vss 和 Vs电 源 端 可 分 别 接 入 芯 片 电 源 和 电 机 驱 动 电 源 。图 5-3 L293D 引 脚 图 图 5-4 L293D 功 能 示 意 图L293D 功 能 示 意 图 如 图 5-4 所 示 （ 对 应 20 引 脚 芯 片 ） 。