msp430单片机：Timer_A捕获模式

Timer_A捕获模式（以msp430f149为例）

一、捕获模式的介绍
1、捕获模式是在应用中很常用的一种模式，可以进行脉冲计数，侧量脉宽,可以用作小球计数、频率计、超声波测距等应用中。

2、捕获模式可以捕捉上升沿，也可以捕捉下降沿。需要对寄存器进行具体设置。

3、捕获模式的实质就是在捕获上升沿或者下降沿的同时进入捕获中断，执行中断服务函数，同时把TAR计数的值赋给 TACCR0或TACCR1、TACCR2（要看具体用的是哪个引脚的捕获），从而捕获到当前TAR（计数器）的值。
4、捕获模式类似于51单片机的计数器，但是又与计数器工作原理有很大差别，功能也比计数器强大。它既可以脉冲计数也可以计算一个脉冲宽度（也就是高电平的时间或者低电平的时间），也可以计算脉冲周期（一个脉冲整个周期的时间）。

二、捕获模式的使用
（一）、要设置的相关寄存器（每个寄存器有16位）
TimerA 控制寄存器 TACTL
捕获/比较寄存器 0 TACCR0 （TA0对应P11 P15 P22）
捕获/比较寄存器 1 TACCR1 （TA1对应P12 P16 P23）
捕获/比较寄存器 2 TACCR2 （TA0对应P13 P17 P23）
捕获/比较控制寄存器 0 TACCTL0 （控制TA0口相关功能）
捕获/比较控制寄存器 1 TACCTL1 （控制TA1口相关功能）
捕获/比较控制寄存器 2 TACCTL2 （控制TA2口相关功能）
（二）、看图，TA0 TA1 TA2 图上IO口都有标注，捕获就是从这几个引脚输入的
只要捕获到上升沿或者下降沿，就会进入Timer_A中断。

（三）、把P12做捕获输入相关寄存器的设置方法
例子：P12做捕获输入（TA1）

 TACTL   |= TASSEL_2+MC_2+TAIE+TACLR+ ID_3;//SMCLK,连续计数，中断允许，计数器清零
  TACCTL1 |= CAP+CM_1+CCIS_0+SCS+CCIE;//开捕获模式，上升沿捕获，CCI1A输入，同步捕//获，中断允许
  P1DIR &=~ BIT2;  //P1.2输入
  P1SEL |=BIT2;    //P1.2第二功能，捕获输入

例子：P23做捕获输入（TA1）

  TACTL   |= TASSEL_2+MC_2+TAIE+TACLR+ ID_3;//SMCLK,连续计数，中断允许，计数器清零
  TACCTL1 |= CAP+CM_1+CCIS_0+SCS+CCIE;//开捕获模式，上升沿捕获，CCI1A输入，同步捕//获，中断允许
  P2DIR &=~ BIT3;  //P2.3输入
  P2SEL |=BIT3;    //P2.3第二功能，捕获输入

总结的方法：1、先对Timer_A的工作方式进行设置TACTL，TACTL一定要设置其中一种计数模式，其他寄存器按应用功能而定
2、对相关捕获/比较控制寄存器进行设置：TACCTL1（设置工作模式）
3、打开总中断
4、初始化IO口
5、写中断服务函数

#pragma vector=TIMERA1_VECTOR  //捕获中断向量
__interrupt void Timer_A(void)
{ 
  switch(TAIV)    //2为TA1捕获向量地址4为TA2捕获向量地址
  { 
    case 2 :  break;  
	case 4 :  break;  
  }
}

这里的中断向量依然是TIMERA1_VECTOR，要注意的是TAIV中断向量地址，如果TAIV被读的话就不用清除中断标志位，否者就要手动清除 ，写法：TACCTLx &=~CCIFG;

代码实例1：

/*小球脉冲计数*/
#include "msp430x14x.h"
unsigned int n;//计录次数
void main(void)
{
  WDT_Init();                        //看门狗设置
TACTL |= TASSEL_2+MC_2+TAIE+TACLR+ ID_3;//SMCLK,连续计数，中断允许，计数器清零
  TACCTL1 |= CAP+CM_1+CCIS_0+SCS+CCIE;//捕获模式，上升沿捕获，CCI1A输入，同步捕
//获，中断允许 
  _EINT();                           //开全局中断

  P1DIR &=~ BIT2;//P1.2输入
  P1SEL |=BIT2; //P1.2第二功能，捕获输入
  while(1)
  {     
  }
}
#pragma vector=TIMERA1_VECTOR  //捕获中断向量
__interrupt void Timer_A(void)
{
  switch(TAIV)    //2为捕获向量地址
  { 
	case 2: n++;break;
  }
}

代码实例2：

/*超声波测距*/
#include "msp430x14x.h"
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define  RISE  1
#define  FALL  0

uint num,temp;
uchar Edge=1;//当前触发沿
uint RiseCapVal;//上升沿时刻捕获值存放变量
uint TA_Overflow_Cnt; //TA溢出次数存放变量，可能距离远超过65535  TA_Overflow_Cnt
unsigned long int Period;//脉宽存放结果变量,高电平时间
unsigned long int S; // 定义距离长度，单位厘米
void init_timerA(void)

{
   TACTL   |= TASSEL_2+MC_2+TAIE+TACLR+ ID_3;//SMCLK,连续计数，中断允许，计数器清零
   TACCTL1 |= CAP+CM_1+CCIS_0+SCS+CCIE;//捕获模式，上升沿捕获，CCI1A输入，同步捕获，中断允许 
}
void init_IO(void)//SRF05_IOinit()
{
  P1DIR |= BIT4; //P1.4输出，普通I/O
  P1DIR &=~ BIT2;//P1.2输入
  P1SEL |=BIT2; //P1.2第二功能，捕获输入
  P1OUT &=~BIT4;// 开始低电平，控制驱动波形发生
  delay_ms(1000);
}
 
void Clock_Init()
{
  uchar i;
  BCSCTL1&=~XT2OFF;                 //打开XT2振荡器
  BCSCTL2|=SELM1+SELS;              //MCLK为8MHZ，SMCLK为8MHZ
  do{
    IFG1&=~OFIFG;                   //清楚振荡器错误标志
    for(i=0;i<100;i++)
       _NOP();
  }
  while((IFG1&OFIFG)!=0);           //如果标志位1，则继续循环等待
  IFG1&=~OFIFG; 
}
void main(void)
{ 
 WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;//关闭看门狗
 Clock_Init();
 init_timerA();
 TACCTL1 |= CAP+CM_1+CCIS_0+SCS+CCIE;         //改为上升沿捕获
 _EINT();//开全局中断
 while(1)
 {  
     P1OUT |= BIT4; // P1.1 高电平，超过10us  
     delay_ms(10);
     P1OUT &=~BIT4;
     delay_ms(200);  
 }
}
#pragma vector=TIMERA1_VECTOR
__interrupt void Timer_A(void)
{
  switch(TAIV)
  {
    case 2 :if(Edge==RISE)
    {
      RiseCapVal = TACCR1;
      TACCTL1 |= CAP+CM_2+CCIS_0+SCS+CCIE;//改为下降沿捕获
      Edge = FALL;//下降沿捕获标志
    }
     else
     {
      _DINT();
      Period = TACCR1-RiseCapVal;//这里要注意是否考虑溢出，跟测试距离有关，希望大家拓展 
      S=(Period*17)/100;// 距离计算 s=340m/s*Period/2*10^(-6)*1000(mm)  
      TACCR1 = 0; 
      TACCTL1|= CAP+CM_1+CCIS_0+SCS+CCIE;//改为上升沿捕获 
      Edge = RISE;//上升沿捕获标志
     _EINT();
     }
     break;
 	 case 4 : break;
 	 case 10: TA_Overflow_Cnt++;//溢出标志
     break;
 }

}

16 位定时器 A 模块寄存器

16 位定时器 A 模块寄存器有下列：
寄存器名称 寄存器缩写
TimerA 控制寄存器 TACTL
TimerA 计数器 TAR
TimerA 中断向量寄存器 TAIV
捕获/比较寄存器 0 TACCR0
捕获/比较寄存器 1 TACCR1
捕获/比较寄存器 2 TACCR2
捕获/比较控制寄存器 0 TACCTL0
捕获/比较控制寄存器 1 TACCTL1
捕获/比较控制寄存器 2 TACCTL2
[1] TACTL TIMER_A 控制寄存器
全部关于定时器及其操作的控制位都包含在定时器控制寄存器 TACTL 中。POR 信号后 TACTL 的所有位
都自动复位，但在 PUC 信号后不受影响。TACTL 各位的定义如下：
TASSELx：选择定时器进入输入分频器的时钟源
0： TACLK 特定的外部引脚时钟
1： ACLK 辅助时钟
2： MCLK 系统时钟
3： INCLK 器件特有时钟
IDx：输入分频选择
0： 不分频
1： 2 分频
2： 4 分频
3： 8 分频
MCx：计数模式控制位
0： 停止模式
1： 增计数模式
2： 连续计数模式
3： 增/减计数模式
TACLR：定时器清除位
POR 或 CLR 置位时定时器和输入分频器复位。CLR 由硬件自动复位，其读出始终为 0。定时器再下
一个有效输入沿开始工作。如果不是被清除模式控制位暂停，则定时器以增计数模式开始工作。
0： 无操作
1： 清除 TAR，时钟分频，计数模式的设置。清除设置后自动清零54
TAIE：定时器中断允许位
0： 禁止定时器溢出中断
1： 允许定时器溢出中断
TAIFG：定时器溢出标志位
增计数模式时：当定时器由 CCR0 计数到 0，TAIFG 置位；
连续计数模式时：当定时器由 0FFFFH 计数到 0 时，TAIFG 置位
增/减计数模式时：当定时器由 CCR0 减计数到 0 时，TAIFG 置位。
0： 没有 TA 中断请求
1： 有 TA 中断请求
[2] TAR TIMER_A 计数器
该单元就是执行计数的单元，时计数器的主体，其内容可读可写。
[3] TACCTLx TIMER_A 捕获/比较控制寄存器 x
TIMER_A 有多个捕获/比较模块，每个模块都有自己的控制字 TACCTLx，这里 x 为捕获/比较模块序号。
该寄存器再 POR 信号后全部复位，但在 PUC 信号后不受影响。该寄存器中各位的定义如下：
CMx：选择捕获模式
0： 禁止捕获模式
1： 上升沿捕获
2： 下降沿捕获
3： 上升沿和下降沿都捕获
CCISx：在捕获模式中用来定义提供捕获事件的输入源
0： 选择 CCIxA
1： 选择 CCIxB
2： 选择 GND
3： 选择 Vcc
SCS：选择捕获信号与定时时钟同步/异步关系
异步捕获模式允许在请求时立即将 CCIFG 置位和捕获定时器值，适用于捕获信号的周期远大于定时
器周期的情况。但是，如果定时器时钟和捕获信号发生时间竞争，则捕获寄存器的值可能出错。
0： 异步捕获
1： 同步捕获SCCI：同步比较/捕获输入
比较相等信号 EQU 信号将选中的捕获/比较输入信号 CCI 进行锁存，然后可由 SCCI 读出。
CAP：选择捕获模式/比较模式
如果通过捕获/比较寄存器 TACCTLx 中的 CAP 使工作模式从比较模式变为捕获模式，那么不应同时
进行捕获，否则，在捕获/比较寄存器中的值使不可预料的。
推荐的指令顺序如下：（1）修改控制寄存器，由比较模式切换到捕获模式。（2）捕获
0： 比较模式
1： 捕获模式
OUTMODx：选择输出模式
0： 输出
1： 置位
2： PWM 翻转/复位
3： 置位/复位
4： 翻转
5： 复位
6： PWM 翻转/置位
7： PWM 复位/置位
CCIE：捕获/比较模块中断允许位
0： 禁止中断（TACCRx）
1： 允许中断（TACCRx）
CCI：捕获/比较模块的输入信号
捕获模式：由 CCIS0 和 CCIS1 选择的输入信号可通过该位读出
比较模式：CCI 复位
OUT：输出信号
如果 OUTMODx 选择输出模式 0(输出)，则该位对应于输入状态。
0： 输出低电平
1： 输出高电平
COV：捕获溢出标志
当 CAP=0 时，选择比较模式.捕获信号发生复位。没有使 COV 置位的捕获事件。
当 CAP＝1 时，选择捕获模式。如果捕获寄存器的值被读出前在此发生捕获事件，则 COV 置位。程
序可检测 COV 来判断原值读出前是否又发生捕获事件。读捕获寄存器时不会使溢出标志复位，须用软件
复位。
0： 没有捕获溢出
1： 发生捕获溢出
CCIFG：捕获比较中断标志
捕获模式：寄存器 CCRx 捕获了定时器 TAR 值时置位。
比较模式：定时器 TAR 值等于寄存器 CCRx 值时置位。
0： 没有中断请求（TACCRx）
1： 有中断请求（TACCRx）
5556
[4] TACCRx TIMER_A 捕获/比较寄存器 0
在捕获/比较模块中，可读可写。
在捕获方式，当满足捕获条件，硬件自动将计数器 TAR 数据写入该寄存器。如果测量某窄脉冲(高电平)
脉冲长度，可定义上升沿和下降沿都捕获。在上升沿时，捕获一个定时器数据，这个数据在捕获寄存器中
读出；再等待下降沿到了，在下降沿时又捕获一个定时器数据；那么两次捕获的定时器数据就时窄脉冲的
高电平宽度。
其中 CCR0 经常用作周期寄存器，其他 CCRx 相同。
[5]TAIV TIMER_A 中断向量寄存器
TIMER_A 中断可由计数器溢出引起，也可以来自捕获/比较寄存器。每个捕获/比较模块可独立编程，
由捕获/比较外部信号以产生中断。外部信号可以是上升沿，也可以是下降沿，也可以两者都有。
Timer_A 模块使用两个中断向量，一个单独分配给捕获/比较寄存器 CCR0，另一个作为共用中断向量用于
定时器和其他的捕获/比较寄存器。57
捕获/比较寄存器 CCR0 中断向量具有最高优先级