MC9S08DZ60单片机测量时间的问题

1.问题描述

用DZ60的计时器测周期时发现，TPM（计时器）在初始化后，需要等待500多ms才能勉强测到。

TPM产生的波形如下图，蓝色波形上升沿为初始化指令执行完成时间点，用一个IO口输出高电平并延时100ms作为示波器触发源，黄色波形为TPM的PWM方式输出波形。

2.问题分析

在DZ60DATASHEET中文版第313页找到这段话。

大概意思是TPM的通道控制寄存器的更新时机由clksb:clksa控制。而clksb:clksa的功能如表16-3所示。

合起来就是说，对通道控制寄存器的写入，不是直接写到寄存器里面，而是先写到寄存器对应的缓冲器。当TPM计数器关闭时，写入的数据从缓冲器写入完成后立即更新到寄存器；而当TPM有时钟在运行时，写入的数据更新则需要等到，计时器从0xfffe变成0xffff才开始进行。

由此想到，产生问题的TPM初始化是128分频（16MHZ总线时钟下，周期为8us）。16位TPM计数器从0开始计数，则有更新设置需等待时间为65535×8us=524ms。与所见波形符合。

3.问题解决

无论TPM用作输入捕捉，还是PWM或者比较输出，所有TPM控制寄存器初始化时，都要先把时钟关掉，即clksb:clksa=0b00。问题解决后得到波形如下：

4.正确实例

//初始化时必须先关掉时钟，否则以下两个寄存器要到将要溢出即(0xfffe->0xffff)时才会更新。

    //--如果设置128分频，则初始化时间需要 16MHz/128*65535=524ms

//关掉时钟初始化，则寄存器在写入完成后立即更新，无需等待。

//TPM2产生中央对齐PWM输出

    TPM_CSTR(TPM_NUM_2) =0b00100111;

    //                      |||||||

    //                      ||||||+-----PS0

    //                      |||||+------PS1 ----128倍分频

    //                      ||||+-------PS2/

    //                      |||+--------CLKSA

    //                      ||+---------CLKSB/--关时钟

    //                      |+----------CPWMS---所有通道以中央对齐PWM模式运行

    //                      +-----------TOIE----禁止溢出中断

//TPM1设置为输入捕捉

    TPM_CSTR(TPM_NUM_1) =0b00000111;

    //                      |||||||

    //                      ||||||+-----PS0

    //                      |||||+------PS1 ----128倍分频

    //                      ||||+-------PS2/

    //                      |||+--------CLKSA

    //                      ||+---------CLKSB/--关时钟

    //                      |+----------CPWMS---所有通道以输入捕捉运行

    //                      +-----------TOIE----禁止溢出中断

//TPM2通道设置

    TPM2_CHSCSTR(TPM_CHNo)=0b00101000;

    //                        |||||

    //                        ||||+-----ELSA

    //                        |||+------ELSB/---High-true 脉冲（清除向上比较输出）

    //                        ||+-------MSA

    //                        |+--------MSB/----CPWMS=1时，此设置无效

    //                        +---------CHIE----禁止中断

    tmp = Period * (125) / 2;

    TPM2MOD = tmp;     //周期Period以ms为单位

    TPM2C0V = tmp / 10 * Duty / 10;   //占空比Duty为0~100整数

    TPM2SC_CLKSB = 0;

    TPM2SC_CLKSA = 1;  //寄存器设置完成，再打开总线时钟，避免长时间的寄存器更新。

//TPM2通道设置

    TPM1SC_CLKSB = 0;

    TPM1SC_CLKSA = 1;  //寄存器设置完成，再打开总线时钟，避免长时间的寄存器更新。

    TPM1SC_TOIE = 1;   //使能输入捕捉中断

EnableTPM1ChInt(G_TMUch_Start);

中断程序的写法如下

interrupt void isrT1Ch0In(void)

{

   DisableInterrupt();          //禁止总中断

   if(TPM1C0SC_CH0F == 1)   //判断是否发生输入捕捉中断

   {

       TPM1C0SC_CH0F = 0;     //清除标志位

       switch(g_trigged)

       {

       case 0:

           //第一次触发，保存数据

           g_start_data = TPM1C0V;

           g_trigged++;

           //设置第二次触发边沿方式

           TPM_CSTR(TPM_NUM_1) =0b00000111;//重新初始化，避免长时间的寄存器更新。

           switch(G_Edge_Stop) 

           {

             case POS_EDGE:

                 TPM1_CHSCSTR(G_TMUch_Stop)=0b00000100;

                 //                              |||||

                 //                              ||||+-----ELSA

                 //                              |||+------ELSB/---上升边沿捕捉

                 //                              ||+-------MSA

                 //                              |+--------MSB/----输入捕捉模式

                 //                              +---------CHIE----禁止通道中断

                 break;

             case NEG_EDGE:

                 TPM1_CHSCSTR(G_TMUch_Stop)=0b00001000;//下降边沿捕捉

                 break;

             default:

                 TPM1_CHSCSTR(G_TMUch_Stop)=0b00000100;//默认为上升边沿捕捉

                 break;

           }           

          //寄存器设置完成，再打开总线时钟，避免长时间的寄存器更新。

           TPM1SC_CLKSB = 0;

           TPM1SC_CLKSA = 1; 

           TPM1SC_TOIE = 1;

           EnableTPM1ChInt(G_TMUch_Stop);

           break;

       case 1:

           //第二次触发，保存数据

           g_stop_data = TPM1C0V;

           g_trigged++;

           //时间采集完毕，恢复成IO功能

           TPM1_CHSCSTR(G_TMUch_Start)=0b00000000; 

           TPM1_CHSCSTR(G_TMUch_Stop)=0b00000000;  //恢复成IO功能

           break;

       default:

           break;

       } 

   }

   EnableInterrupt();           //开放总中断

}