【瑞萨R7F0之等灯等灯】4、pwm与定时器寄存器详解

johnrey

【瑞萨R7F0之等灯等灯】4、pwm与定时器寄存器详解 [复制链接]

等灯等灯，就是各种调光模式的展示，比如预设、手动、自动调光等等，因此少不了和pwm打交道。pwm只在最近的STC上临时玩过一次，并无太多深入，这次看来要啃硬骨头了。虽说开发板自带的就有PWM的程序，可是不把其中的原理和控制寄存器搞清楚，要改个PWM的频率或是占空比，那也不是省心的事。之所以PWM看起来比较烦，是因为它通常是timer的其中一个功能，timer另有定时、计数、捕捉、脉冲输出等五花八门的功能，功能一多自然寄存器就多，想绕开其他功能只学pwm是不可能的。后面会看到，瑞萨的这个pwm还要两路timer协同工作才能输出，自然又增加了难度。所以，慢慢来看吧。对照开发板例程中的void TAU0_PWM_Init(void)函数，我们来细细学习timer的寄存器们，原版函数注释还是比较清晰的，只不过是英文的而已。看看下表，总共大概有15、6个寄存器。

首先要配置timer工作时钟，PER0.0是TAU0EN，用来使能时钟，TPS0则用来对时钟设置分频，这样有个好处，不用像51一样，上来就是固定1M频率，想定时长点都不行。TPS0分高4位和低4位，分频效果从不分频到2^15，所以可以得到两个时钟CK01和CK00。不过大家注意不要被名字搞糊涂了，两个ch都可以选CK01或CK00，而不是和名字一一对应。所以例程中TPS0 = 0x0F;就是选择了Fclk(/2^0)和Fclk/2^F(就是15)，作为两个定时器的时钟源。一个处理高频，一个处理低频。

下面一组是用来控制定时器单元启停的TE、TS、TT。照理说TE0中的后两位是用来使能两个通道的，可是在初始化程序中死活找不到。最后还是官方文档给出了说明，就是不用直接操作啦，那要这个寄存器干啥？？？ TS0 |= 0x03; TT0 |= 0x03;分别表示启停两个通道。所以例程中写TT0 = 0x00U;表示停止all channel其实是不对的，不过好在TE0复位后本身是00，所以默认是停止的。

接着一组是用来控制输出的，TOE、TO、TOM、TOL。其中TOE控制管脚是否输出，TO控制输出高电平还是低电平，不过对于输出波形的话，这个电平有什么用呢？决定初始电平的吧？如果是这样，对方波是没啥影响的，对pwm可能有影响，比如影响PWM的初始电平（注：实验了一下，没有影响）。TOM是用来决定通道的独立性的。如果要上pwm，ch1必须位从属通道，所以TOM=0x02。这是确定的。TOL也是在联动时用的，但是说实话，文档看不懂。例程里设为0x02。大概实验一下，设0x02，占空，设0x00，占满。也就是PWM的初始电平由TOL决定。

对照着硬件说明书，再去看例程代码，例程有些设定就很无理了。比如通道0不输出，TOE0 |= ~0x01;这玩儿不能保证啥啊，应该是TOE0 &= ~0x01;吧？？！！通道1输出，又写了2条，TO0 &= ~0x02; TO0 |= 0x02U;应该只要后面一句就可以了。两个通道的控制总的TO0=0x02就全部搞定了。

以上所说的是和定时器单元有关的，下面要考虑和每个定时器相关的了，共有4个，分别是TMR、TSR、TCR和TDR，PWM使用中只用到TMR（模式）和TDR（数据）。TCR是用来递增或递减的那位，一般不会去读取；而TSR只有在捕捉时才会用到。

TMR是这里的重头戏，每个通道有2个8位。TMR0xH和TMR0xL，必须连续存取，必须在停止的时候来设置。TMR0xH稍有不同，但是如果我们不把1通道用作两个8位的话，就是一样的。前4位是时钟选择bit7选择CK01或CK00，bit4选择计数是内时钟还是外部事件（选1表示从TI0x引入，这时候一般就是捕捉或者外部事件模式）。最后3位是触发模式选择，看了下例程，主通道一般都是000，软件触发；而从属通道，则要采用100，就是主通道的中断信号。这里的触发是指定时器开始工作吗？TMR0xL都一样，最高2位是输入用的，分别决定计数器对上升沿，下降沿或者是双沿发生响应，这个PWM用不到。最低4位用来指定模式，还是挺复杂的，大家可以去看表，对于PWM而言，主通道为间隔定时（决定周期），所以是0x01,从通道是单计数，所以是0x09。有一点要注意，pwm中，TMR00H和TMR01H的最高位必须相同。

至于每个模式中计数初值或者pwm占空比都是由TDR0xH和TDR0xL决定的，在通道1不拆分的情况下，都用做16bit，自动重载，重载的数值就在以上两个寄存器中。如果用作捕捉功能来测量周期或者脉宽的话，那么捕捉后的值就在这两个寄存器中。具体到PWM，通道0决定周期。TDR00设为4999，在5M的运行频率下，PWM频率就是是1KHz，控制的应该比较精细了。而TDR01的值则在0-4999之间变化。值越大，占空比越大，如果是控制板上的灯，那会越亮；后面通过基极去控制高亮LED，则越暗。

按照上面的学习，把官方板子例程做了修改，占空比增加速度为每次50，就是1%，减小速度位每次500，就是10%。所以是慢慢变亮，很快变暗。每一个变化周期为110个计数周期，才110ms。看下板上小灯效果，就是狂闪，算不上呼吸。看了看资料，人呼吸频率大概是16-20次每分钟，因此周期应该放大20-30倍比较合适。因此在每次中断时，增加了一个参数，cnt>29后才开始改变占空比，看下么又显太慢。最后cnt定在19，感觉差不多，2秒左右一个循环周期。还有一个问题就是，照片或者录像对光强的感应没有人眼那么强烈，在比较亮的时候，根本看不出变化，加上手头这破手机录像不带对焦功能，所以就不上录像了，大家可以下载附件，解压烧进去看下效果就行。呼吸速度的控制在最后的interrupt_inttm00()中断里面，if (cnt[0]>19)，这里面的数控制呼吸的快慢，数越大，呼吸频率越低。Btw，代码在官方例程基础上修改，解压缩时请大家注意不要覆盖掉原版程序目录。

调试tips，只能打2个断点，必须吐槽。另外PWM把两路定时器全占了，资源还是有点紧缺的啊。

IC爬虫

楼主有没有开始调试串口呢？

johnrey

IC爬虫 发表于 2014-8-25 11:00
楼主有没有开始调试串口呢？

还没有。现在做的暂时用不到，手头也没有usb转uart的线

wxj1610217144

zzpaul

学习了

Zhangyu08

请问一下从通道有什么作用呢？