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澳门太阳集团www7722138:在应用程序中使定时器或计数器改善微控制器的应用功能



准时器和计数器大概在MCU设计中最普遍的外设。险些任何利用法度榜样可以应用一个准时器或计数器,以前进机能,低落功率,或经由过程用一个简单的准时器或计数器中断调换repetitive-织或钩织CPU的操作简化设计。您可能没有然而,应用了一些较新的准时器/计数器单元,以及一些现已高档功能可以前进您的设计,以致更多。本文将很快回首一些,你可以用它来改良你的设计与盛行的微节制器系列具有分外强调功能的自立经营和电机节制阐明性的例子在新准时器/计数器功能。

准时器和计数器模式:从简单到高档

准时器和计数器开始了操作一些异常简单的要领来代替通俗法度榜样的轮回计数外部事故,准时内部和外部的营业和关键MCU操作网络各类统计信息。一些最认识的计数模式是由在马克西姆MAXQ612 MCU上的澳门太阳集团www7722138特性图示并一些例子示于下面的图1。在该图的底部的表格显示了三种常见的自立运行模式准时器B时,MAXQ612准时器/计数器模块:自动重载,捕获和PP /减计数。在右上角的图显示了自动重载模式框图。的时钟输入准时器B可以来自一个时钟分频器,可以划分系统时钟具有八个不合的设置,或从外部引脚。节制位,TRB,启用或禁用准时器B操作。准时器值寄存器(TVB)向上计数时钟时和当它达到存储在准时器B加载寄存器(TBR)的值,并孕育发生中断和无线电视复位到零。这供给了在不应用宝贵的CPU周期以创建一个延迟创建延迟的简单措施。外部引脚可用于选择性TVB复位至零为好,使该模式可用于创建一个超时,假准期望的输入没有在光阴的估计量显示出来。

马克西姆MAXQ612微节制器的图像(点击查看全尺寸)

图1:马克西姆MAXQ612 MCU为例计数器/准时器模式。 (美信供给)

在图1的右上角的框图阐明在捕获模式的动作。在这种模式下,时钟分频器和启用/禁用功能是一样的,在自动重装模式。该TBV寄存器计数和复位至零时溢出并孕育发生一个可选的中断。上的外部引脚TBB的下降沿,在TBV寄存器中的值被装入捕获寄存器,TBR和中断,EXFB,可以天生。此模式是用于计数所述外部旌旗灯号,以确定旌旗灯号频率或旌旗灯号延迟的上升沿之间的时钟数是有用的。准时器从而开释从做周期密集的谋略操作的CPU,是以它可以成为它真正必要的事情更有效率。

其他几种常见的准时/计数器操作由MAXQ612如向上/向下自动重装,此中外部引脚节制计数的偏向支持。此模式适用于各类脉冲宽度调制旌旗灯号,如那些在机电传感器中应用的解码很有赞助。时钟输出模式可用于应用系统时钟,一个分频器和准时器B的终端计数着末,一个脉宽调制(PWM)输出模式可以孕育发生的边沿对齐旌旗灯号以孕育发生一个简单的输出时钟在合营PWM利用中应用,如那些用于电机节制。

PWM计数器/准时器功能电机节制

一些最先辈的准时器/计数器功能用于PWM利用用于电机节制的。这些计数器应用专用硬件来开释所述处置惩罚器做更高档其余功能实现尽可能多的马达相关的PWM功能成为可能。马达节制PWM准时器/计数器的基础操作是大年夜多半制造商实现和那些在恩智浦LPC 17XX PWM准时器,它适用于三订交流和直流马达节制利用进行了优化之间找到合营的,供给了一个很好的例子。如图2,马达节制PWM模块的功能,可以直到你知道有一个基础的PWM准时器通道的三个副本呈现相称繁杂;一个在左边,一个在中心,和一个在右边。具有三个通道使得有可能应用单个的准时器/计数器,用于一个异常有效的实现节制三相电念头。每个通道节制的一对输出端,反过来,可节制的器械片外,像一组线圈中的电念头。每个通道包括一澳门太阳集团www7722138个准时器/计数器(TC)的寄存器,是由一个处置惩罚器时钟(准时器模式)或由输入引脚(计数器模式)递增。

恩智浦LPC 17XX PWM准时器/计数器图片

图2:恩智浦LPC 17XX PWM准时器/计数器。 (恩智浦供给)

每个通道都有一个相对付TC值的限定寄存器,并且当发生匹配TC是两种澳门太阳集团www7722138要领中的一“复位”。在边缘对齐模式对TC复位为0,而在中间的模式匹配切换TC,直到它达到0,此时将其再次开始计数递减上的每个处置惩罚器的时钟或输入引脚过渡。

每个通道还包括一匹配寄存器,用于寄放比限定寄存器更小的值。在边沿对齐模式下通道的输出切换每当TC值的匹配无论是比赛照样限定寄存器,而在中间对齐模式下,它们被切换,只有当它匹配寄存器相匹配。是以,该限寄存器节制的输出的时代,而匹配寄存器节制若干每个周期输出花费在每个状态的。具有在极限寄存器中的一个小的值最小化的纹波假如输出被集成到一个电压,并且容许电机节制PWM准时器来节制,在高速操作的设备。

所有这些通道的硬件元件协同事情,以节制两个输出,A和B,其可驱动的一对晶体管的两个电力轨之间切换的节制点。大年夜部分光阴的两个输出具有相反的极性,而是一个逝世区光阴功能可启用(以每个通道为根基)来延迟两个旌旗灯号'从被动转变为有效状态,以使所述晶体管是从未上同时进行。每对输出的状态可以被觉得是高,低的,和浮动或上,下,和中间关闭。从主动和被动上下每个通道的映射是可编程的,并且每一个可以履行边缘对齐的中间对齐脉冲宽度调制。图3显示了输出设置设置设备摆设摆设的两个例子。在一个在左边的中间,没有任何停滞光阴同等。在一个在右边有插入,以确保两个输出都不会主动在同一光阴逝世区光阴(DT)。

恩智浦LPC17xx电机节制PWM准时器/计数器图片

图3:NXP LPC17xx马达节制PWM准时器/计数器,例如输出设置设置设备摆设摆设。

电机节制PWM准时器还包括几其中断源,可以很轻易地看护更高档其余电机节制功能所需的处置惩罚器。这些中断被组织在一个信道的根基,并且可以唆使何时一个TC匹配匹配寄存器,当TC极限寄存器相匹配,当信道捕获TC值到它的捕获寄存器或傍边止输入变为活性。该LPC17xx也有一些配套的外围设备,从而简化更高档其余节制功能,包括正交编码器接口,额澳门太阳集团www7722138外的PWM模块,准时器中断和看门狗准时器。这种广泛的专业计时功能唆使多么紧张的计时功能已成为基于MCU的设计。

其他专业的计时功能

在许多今世的MCU计时,计数功能日益专业化的临盆厂家针对特定的利用领域。作为一个例子,飞思卡尔的Kinetis K10家族(如MK10DN512ZVLQ10)有多种准时及数量的面向外围设备具有专门功能。这些外设包括:可编程延迟块用于节制ADCDAC操作,以开释处置惩罚器从治理这些低层次的流程有用的;机动的准时模块,供给准时,计数,输入捕捉的多渠道,输出澳门太阳集团www7722138对照支持电源治理和节制照明和电动马达;周期性中断准时器,可以自动治理外设中断和DMA传输;异常低的功耗准时器,当MCU处于最低功耗状态,以供给一个简单的周期性的“唤醒”事故也能事情;和及不时钟,维持准确的光阴,以致可以在离开电池时,MCU完全断电,使其系统运行和寿命数据的滥觞方便。

在K10系列还供给了专门与特定块,以便其他计时资本不耗损专门的时钟和准时功能。例如,载波调制器发送器块,用于创建在各类旌旗灯号的编码规划的应用的协议,例如在红外线通信,都有自己专用的准时和计数功能,很象一个脉宽调制计数器,来治理的变更与频移键编码规划有关的脉冲宽度。这种趋势奉献专业计时及计数功能估计将继承作为微节制器变得更多的利用和市场细分的详细。

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