2018年05月03日 | MSP430 定时器输出PWM波形

1. 硬件介绍：

   MSP430系列单片机的TimerA结构复杂，功能强大，适合应用于工业控制，如数字化电机控制，电表和手持式仪表的理想配置。它给开发人员提供了较多灵活的选择余地。当PWM 不需要修改占空比和时间时，TimerA 能自动输出PWM，而不需利用中断维持PWM输出。

   MSP430F16x和MSP430F14x单片机内部均含有两个定时器，TA和TB；TA有三个模块，CCR0-CCR2；TB含有CCR0-CCR67个模块；其中CCR0模块不能完整的输出PWM波形(只有三种输出模式可用);TA可以输出完整的2路PWM波形；TB可以输出6路完整的PWM波形。

   定时器的PWM输出有有8种模式：

   输出模式0  输出模式：输出信号OUTx由每个捕获/比较模块的控制寄存器CCTLx中的OUTx位定义，并在写入该寄存器后立即更新。最终位OUTx直通。 
   输出模式1 置位模式：输出信号在TAR等于CCRx时置位，并保持置位到定时器复位或选择另一种输出模式为止。 
   输出模式2 PWM翻转/复位模式：输出在TAR的值等于CCRx时翻转，当TAR的值等于CCR0时复位。 
   输出模式3 PWM置位/复位模式：输出在TAR的值等于CCRx时置位，当TAR的值等于CCR0时复位。 
   输出模式4 翻转模式：输出电平在TAR的值等于CCRx时翻转，输出周期是定时器周期的2倍。 
   输出模式5复位模式：输出在TAR的值等于CCRx时复位，并保持低电平直到选择另一种输出模式。 
   输出模式6PWM翻转/置位模式：输出电平在TAR的值等于CCRx时翻转，当TAR值等于CCR0时置位。 
   输出模式7PWM复位/置位模式：输出电平在TAR的值等于CCRx时复位，当TAR的值等于CCR0时置位。

   下图是增计数模式下的输出波形(本程序使用的是增模式3和7)：

   

   计数模式：

   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，所以该模式适用于定时周期小于65 536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。

   

   连续计数模式 
   在需要65 536个时钟周期的定时应用场合常用连续计数模式。定时器从当前值计数到0FFFFH后，又从0开始重新计数

   

   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。

   

   TA定时器有比较、捕获两种工作方式；比较可以产生PWM波形等，捕获可以精确的测量时间；这里用的是比较输出。

   硬件介绍就这么多了，其他的可以参考msp430x1xx_family_users_guide(用户指南)。

2. 程序实现：

   本程序是直接从msp430f42x移植的，只改动了端口就能正常使用了。由此，430的模块在不同的系列中是通用的，有关寄存器是一样的；只是也许外部端口不太一样。

   程序初始化部分：完成TA相关寄存器的初始化。

char TAPwmInit(char Clk,char Div,char Mode1,char Mode2)

{

    TACTL = 0;                  //清除以前设置

    TACTL |= MC_1;              //定时器TA设为增计数模式  

    switch(Clk)                 //选择时钟源

    { 

        case 'A': case 'a':  TACTL|=TASSEL_1; break;    //ACLK

        case 'S': case 's':  TACTL|=TASSEL_2; break;    //SMCLK

        case 'E':            TACTL|=TASSEL_0; break;    //外部输入(TACLK)

        case 'e':            TACTL|=TASSEL_3; break;    //外部输入(TACLK取反)

        default :  return(0);                           //参数有误

    } 

    switch(Div)                 //选择分频系数

    { 

        case 1:   TACTL|=ID_0; break;   //1

        case 2:   TACTL|=ID_1; break;   //2

        case 4:   TACTL|=ID_2; break;   //4

        case 8:   TACTL|=ID_3; break;   //8

        default :  return(0);           //参数有误

    } 

    switch(Mode1)               //设置PWM通道1的输出模式。

    { 

        case 'P':case 'p':          //如果设置为高电平模式

            TACCTL1 = OUTMOD_7;     //高电平PWM输出

            P1SEL |= BIT2;          //从P1.2输出 (不同型号单片机可能不一样)

            P1DIR |= BIT2;          //从P1.2输出 (不同型号单片机可能不一样)              

            break;

        case 'N':case 'n':          //如果设置为低电平模式          

            TACCTL1 = OUTMOD_3;     //低电平PWM输出

            P1SEL |= BIT2;          //从P1.2输出 (不同型号单片机可能不一样) 

            P1DIR |= BIT2;          //从P1.2输出 (不同型号单片机可能不一样)                

            break; 

        case '0':case 0:            //如果设置为禁用          

            P1SEL &= ~BIT2;         //P1.2恢复为普通IO口              

            break;                 

        default :  return(0);       //参数有误

    } 

    switch(Mode2)                   //设置PWM通道1的输出模式。

    { 

        case 'P':case 'p':          //如果设置为高电平模式

            TACCTL2 =OUTMOD_7;      //高电平PWM输出

            P1SEL |= BIT3;          //从P1.3输出 (不同型号单片机可能不一样)

            P1DIR |= BIT3;          //从P1.3输出 (不同型号单片机可能不一样)

            break;

        case 'N':case 'n':          //如果设置为低电平模式          

            TACCTL2 =OUTMOD_3;      //低电平PWM输出

            P1SEL |= BIT3;          //从P1.3输出 (不同型号单片机可能不一样)  

            P1DIR |= BIT3;          //从P1.3输出 (不同型号单片机可能不一样)              

            break; 

        case '0':case 0:            //如果设置为禁用          

            P1SEL &= ~BIT3;         //P1.3恢复为普通IO口              

            break;                 

        default :  return(0);       //参数有误

    }    

    return(1);  

}

主要是设置TACTL寄存器，让TA工作于增模式，设置时钟源和分频；CCTLx设置对应的输出模式；并且打开相应端口的第二功能。

设置周期函数：设置PWM波形的周期，单位是多少个TACLK周期。

void TAPwmSetPeriod(unsigned int Period)

{

    TACCR0 = Period;

}

工作于增模式时，TA计数到TACCR0,设CCR0就完成了周期的设置。

设置占空比：设置TA的PWM输出的有效电平的时间。

void TAPwmSetDuty(char Channel,unsigned int Duty)

{

    switch(Channel)

    {

        case 1: TACCR1=Duty; break; 

        case 2: TACCR2=Duty; break;    

    }

}

根据参数分别设置每一路的参数。

设置占空比，用千分比设置：

* 入口参数：Channel: 当前设置的通道号  1/2

            Percent: PWM有效时间的千分比 (0~1000) 

* 出口参数：无

* 说    明: 1000=100.0%  500=50.0% ，依次类推        

* 范    例: TAPwmSetPermill(1,300)设置PWM通道1方波的占空比为30.0%

            TAPwmSetPermill(2,825)设置PWM通道2方波的占空比为82.5%

            */

void TAPwmSetPermill(char Channel,unsigned int Percent)

{

    unsigned long int Period;

    unsigned int Duty;

    Period = TACCR0;

    Duty = Period * Percent / 1000;

    TAPwmSetDuty(Channel,Duty);

}

这个函数用千分比来设置PWM输出的有效时间。方便程序的使用。

有关定时器，TI提供的大量的例程，这些历程都很简洁、清晰。需要其他功能可以自己根据例程编写对应的程序。程序实现就这么多了，下面说下本程序的使用方法。

使用示例：

使用方式：依然是在工程中加入c文件；文件包含h头文件；然后就可以正常使用本函数了。详细参考示例工程和main.c。

main主要程序如下：

#include "msp430x16x.h"     //430寄存器头文件

#include "TAPwm.h"          //TA PWM输出程序库头文件

void main()

{

    // Stop watchdog timer to prevent time out reset

    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;

    ClkInit();

    TAPwmInit('A',1,'P','P');   //将定时器TA初始化成为PWM发生器

                  //时钟源=ACLK ; 无分频;  通道1和通道2均设为高电平模式。

    TAPwmSetPeriod(500);        //通道1/2的PWM方波周期均设为500个时钟周期

    TAPwmSetDuty(1,200);        //1通道 有效200个时钟周期

    TAPwmSetPermill(2,200);     //2通道 20.0%

    LPM0;

}

本程序调用程序库，产生两路PWM波形。

TA的PWM输出就到这儿了，如果需要更多路的PWM波，可以使用TB，他可以产生6路完整的PWM波形；可以参考本程序编写TB的波形输出程序。有什么不足之处，欢迎评论，讨论。