MSP430 G2553 计时/计数器 Timer

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感兴趣的人翻墙阅读。

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。

 #include "io430.h"
 
 #define LED1 BIT0 //red led on G2 Launchpad
 
 //global variables
 char i = ;
 
 void main(void)
 {
     // Stop watchdog timer to prevent time out reset
     WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
 
     P1OUT = ;
     P1DIR |= LED1;
 
     // set DCO freq = 1MHz
     BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ;
     DCOCTL = CALDCO_1MHZ;
 
     // BCM+ initial state:
     // DCOCLK -> MCLK
     // DCOCLK -> SMCLK
     // comprare/capture mode -> compare mode
 
     TA0CCR0 =  - ;
     TA0CCTL0 = CCIE; // enable compare interrupt
     TA0CTL = TASSEL_2 + ID_3 + MC_1 + TACLR;
     // input clock: SMCLK/8 -> 125kHz;
     // timer overflow freq: 125k/(TA0CCR0+1) -> 2Hz
     // clear and start the timer, up mode
 
     __enable_interrupt();
 
     while()
     {
 
     }
 
 }
 
 //interrupt service routines
 #pragma vector = TIMER0_A0_VECTOR
 __interrupt void CCR0_ISR(void)
 {
     if(++i == ) // interval: 1/2 * 10 = 5s, freq: 0.2Hz
     {
         // no flag clearing necessary; CCR0 has only one source,
         // so it's automatic.
         P1OUT ^= LED1; // the sqaure wave freq: 0.2Hz/2 -> 0.1Hz
         i = ;
     }
 }