MSP430 G2553 计时/计数器 Timer_A

MSP430G2553包含了两个16-bit Timer_A计时/计数器。本文简单介绍了Timer_A的功能和寄存器使用，本文及后续的随笔部分参考了"Scientific Instrument Using the TI MSP430"博客。该博客的MSP430教程文章非常好，建议对MSP430感兴趣的人FQ阅读。

一、介绍

Timer_A可实现的功能有

- multiple compare：判断计时器时间是否到达设定条件，触发事件

- multiple capture：捕获某个事件发生的时间

- PWM output：脉冲调制信号输出

- interval timing

Timer_A的构造框图如下所示。

二、Timer Block

- 包含了一个16-bit的timer/counter寄存器TAR。

- 时钟源可以由TAxCTL寄存器的TASSELx位段选择，为SMCLK、ACLK、TACLK、INCLK四者中的一个。其中TACLK、INCLK为外部输入的信号，对应管脚需查看具体芯片手册。

- 分频比由TAxCTL寄存器的IDx位段选择，支持1/2/4/8分频。

- Timer的开关及运行模式由TAxCTL寄存器的MCx位段选择，默认为00（Timer关闭）。运行模式支持up mode, continuous mode, up/down mode 三种，如下图所示。

- 将TAxCTL寄存器的TACLR位置0，可实现将TAR清零，同时TAxCTL寄存器的IDx、MCx位段也会被清零。

- Timer overflow时可产生中断，由TACTL寄存器的TAIE使能，中断标志位为TACTL寄存器的TAIFG位。

三、Compare Block

- 每个Timer_A包含两个（TAxCCR0、TAxCCR1）或三个（TAxCCR0、TAxCCR1、TAxCCR2）capture/compare register。如MSP430G2553的每个Timer_A包含三个capture/compare register。

- compare模式可以产生PWM信号，和特定时间间隔的中断。

- compare模式由TAxCCTLx寄存器的CAP=0来使能。

- 当TAR寄存器计数到TAxCCTLx寄存器的值时，可触发中断，由TAxCCTLx寄存器中的CCIE位使能，中断标志位为TAxCCTLx寄存器中的CCIFG位。

四、Capture Block

- capture模式可用时间测量、速度计算。

- 外部输入信号为CCIA或CCIB，对应GPIO管脚或其他外设输出，需查看具体芯片手册。

- capture模式由TAxCCTLx寄存器的CAP=1及CMx位段来使能。

- 捕获条件由TAxCCTLx寄存器的CMx位段设置，默认为00（关闭）。捕获条件可以为仅上升沿、仅下降沿、上升/下降沿三种之一。

- 建议设置TAxCCTLx寄存器的SCS位，从而将捕获产生信号与时钟信号同步。

- 当上一次捕获产生信号被读取前又有了新的捕获产生信号、即capture overflow时，TAxCCTLx寄存器的COV标志位会置1。

- 捕获事件发生时，产生的中断标志位与compare模式相同，为TAxCCTLx寄存器中的CCIFG位。亦由TAxCCTLx寄存器中的CCIE位使能。

五、一个简单例子

利用MSP430G2553 Timer0_A的compare mode，产生频率为0.1Hz的方波，驱动LED进行显示。代码在中断程序中又进行了一次计数，以实现长时间间隔定时。

 1 #include "io430.h"
 2 
 3 #define LED1 BIT0 //red led on G2 Launchpad
 4 
 5 //global variables
 6 char i = 0;
 7 
 8 void main(void)
 9 {
10     // Stop watchdog timer to prevent time out reset
11     WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
12     
13     P1OUT = 0;
14     P1DIR |= LED1;
15     
16     // set DCO freq = 1MHz
17     BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ;
18     DCOCTL = CALDCO_1MHZ;
19     
20     // BCM+ initial state:
21     // DCOCLK -> MCLK
22     // DCOCLK -> SMCLK
23     // comprare/capture mode -> compare mode
24     
25     TA0CCR0 = 62550 - 1;
26     TA0CCTL0 = CCIE; // enable compare interrupt
27     TA0CTL = TASSEL_2 + ID_3 + MC_1 + TACLR;
28     // input clock: SMCLK/8 -> 125kHz; 
29     // timer overflow freq: 125k/(TA0CCR0+1) -> 2Hz
30     // clear and start the timer, up mode
31    
32     __enable_interrupt();
33    
34     while(1)
35     {
36     
37     }
38 
39 }
40 
41 //interrupt service routines
42 #pragma vector = TIMER0_A0_VECTOR
43 __interrupt void CCR0_ISR(void)
44 {
45     if(++i == 10) // interval: 1/2 * 10 = 5s, freq: 0.2Hz
46     {
47         // no flag clearing necessary; CCR0 has only one source, 
48         // so it's automatic.
49         P1OUT ^= LED1; // the sqaure wave freq: 0.2Hz/2 -> 0.1Hz
50         i = 0;
51     }
52 }