08章 S12定时器模块
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TFFCA – 定时器快速标志位清除使能 0 = 定时器标志位正常清零 1 = 输入捕捉时读取寄存器, 输出比较时写寄存器， 可以对相应通道标志位清零。读TCNT. CnF、TOF
TSBCK – 在DEBUG模式时， 定时器停止。 0 = 不停止 ； 1 = 停止
TSWAI – 在WAIT模式时，定时器停止 0 = 不停止； 1 = 停止
2.脉冲累加器工作模式： ① LATQ=1：脉冲锁存模式。
PAn PAnH ,打入到累加器的条件： MCCNT计数器减到0 ，即计时到，可以产生中断； 向MCCNT 写0 ，不产生中断； MCCNT对应控制寄存器MCCTL的ICLAT位置1（对所有累加
器）； ② LATQ = 1 脉冲累加队列模式
BSET TFLG2 , $80;
BSET TFLG1 , #$81
重庆大学通信工程学院 王毅 王永东
8.2.2 输出比较
（1）TSCR1 – 定时器系统控制寄存器
TEN TSWAI TSFRZ TFFCA
Reserved
$0006
RST: 0……………………………………………………………………………0
B3 B2 B1 B0 OM5 OL5 OM4 OL4
0
0
0
0
$0008
TCTL2
B7 B6 OM3 OL3
B5 B4 OM2 OL2
B3 B2 OM1 OL1
B1 B0 OM0 OL0 $0009
RST: 0
0
0
0
0
0
0
0
输出模式和输出电平 (O7–OC0)
பைடு நூலகம்
OMX
0 0 1 1
OLX
0 1 0 1
TIMER 定时器使能 1 – 计数器使能 ；0 – 计数器禁止
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(2) TSCR2 – 定时器系统控制寄存器
B7....................................................................................B0
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8.2.3 定时器溢出
模块时钟
M Clock
预分频选择 PR[2:0]
计时器溢出时，对溢出 标志位置位，如允许中 断，则向CPU发出中断 请求
$FFFE $FFFF $0000
TOF
1 2 4 8 16 32 64 128
计数器寄存器
TCNT
15...........................................0
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(2)16位模数计数器标志寄存器MCFLG
MCZF : 模数计数溢出中断标志位 POLF0 : 对应引脚1 ， 首次捕捉的记性；0：上升；1：下降 （3)16位模数递减计数寄存器MCCNT 读MCCNT :返回：
RDMCL=0 计数器当前值 ；RDMCL=1 加载寄存器值; 对输入捕捉或脉冲累加，如果设置为锁存模式且输入缓冲使能 （LATQ=1,BUFFEN=1),写$0000到MCCNT锁存TC 、PA到保持 寄存器 ；并且MCCNT保持位0 ，不会产生中断标志置1； 对应循环使用方式（MODMC=1),写入MCCNT的数据， 在 MCCNT回零后卡是生效，非立即生效。 对于单次计数方式(MODMC=0),写MCCNT，清零MCCNT，然 后并用新值更新计数器。实现规定时刻的计数开始。
TCNT TCn TCnH
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1、非缓冲IC通道 有4个非缓冲通道（PT4~PT7)各自具有一个捕
捉寄存器。 可以由输入覆盖控制寄存器ICOVW决定捕捉到
的数据是否允许被覆盖。
2、缓冲IC通道 有4个缓冲通道（PT0~PT3)除了各自具有一个
捕捉寄存器外，还有一个保持寄存器，可以连续捕 捉2次不同时刻的值。
（1）16位模数计数器控制寄存器MCCTCL
MCZI:模数计数器向下溢出中断使能： 0：禁止 ：1：使能 MODCM: 0：单次计数方式 ； 1：循环计数方式 RDMCL:模数读取位选择：
0：读回模数计数器当前值； 1：返回加载寄存器的值 ICLAT:捕捉寄存器强制转移控制位
0：无效： 1： TCn TCnH ； PAn PAnH；0 PAn MCEN:模数递减计数器使能位。 0：禁止 1：使能 FLMC:仅写1的时候，产生模数常数寄存器的内容强制装入 MCCNT,复位分频因子； MCPR1,MCPR0:
置位
相等
引脚控制逻辑
清零 翻转
OR
OR
Pin
OCn
TCn
16位输出比较寄存器 比如：0x5678 软件可以修改
OCnF 状态标志位置位， 当比较发生时（值相等时）
OCnI
• 共有8个输出比较通道 • 每个通道有自己的向量表和控制寄存器
中断请求
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例：8-2 参见教材P148
可以工作在锁存方式或队列方式。
（注：锁存方式类似于非缓冲通道，队列方式就是先进先出）
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输入捕捉功能过程
当外部事件发生时，或外部信号输入发生变化时，记录当前时间 TCNT
比较/捕捉 单元 16位自由运行计数器
OR
OR
引脚 ICx
上升/下降沿
沿选择 检测
延时 计数器
Edge
TICx 16位输入捕捉锁存器
• 共有8个输入捕捉通道 • 每个通道有自己的向量表和控制寄存器
16位保持寄存器 ICxF 捕捉发生时，状态位置1
可选中断屏蔽 ICxI
向CPU发出中断请求
应用: ABS 刹车. 雷达测距，发动机
注: 如果输入信号电平和跳变之前的电平相反时， 延时计数器在当前时钟计数时刻产生一个脉冲， 它用来去除噪声
除以
1 2 4 8 16 32 64 128
TCRE - 允许使用PWM功能
(3) 定时器中断使能寄存器TIE -- CnI (4) 定时计数寄存器TCNT
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(5)定时器控制寄存器TCTL
B7 B6
TCTL1
OM7 OL7
RST: 0
0
B5 B4 OM6 OL6
0
0
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8.3.1脉冲累加控制寄存器 1. 16位脉冲累加器A控制寄存器PACTL
PAEN: 脉冲累加器使能位：1：使能 ；0：禁止 PAMOD:脉冲累加器模式控制位：1：门控方式；0：事件计数 PEDGE:有效边沿设定：
PAOVI : 脉冲累加器溢出中断使能：0：禁止 ；1：使能。 PA I：脉冲累加器输入中断使能： 0：禁止 ；1：使能。 CLK1,CLK2:TCNT计时输入频率选择。
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3.各控制寄存器的设定
具体的设置方式参见相关资料，重点是了解其 作用和意义。
（1）定时器控制寄存器TCTL
输入捕捉沿控制(IC7–IC0)
EDGxB EDGxA ICx EDGE
0 0 无边沿 – ICx 禁止
0 1 上升沿
1 0 下降沿
1 1 任何沿
OR
注：上、下沿用于测量周 期，任何沿用于测量高电 平或低电平宽度
PACLK = 总线频率/64.
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2. 16位脉冲累加器A 标志寄存器PAFLAG PAOVF : 脉冲累加器溢出中断标志位 PAIF ：计数方式：有效边沿产生计数同时产生中断标志；
事件方式：输入信号结束边沿产生中断标志
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8.3.2模数计数器
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S12 定时器的基本结构
总线时钟
模块计数中断
定时器溢出中断
定时器通道 0 中断 ～
定时器通道 7 中断 PA 溢出中断 PA 输入中断 PB 溢出中断
预分频因子 16 位计数器 16 位模数计数器
寄存器
16 位脉冲累加器 A 16 位脉冲累加器 B
通道 0 输入捕捉 输出比较
TOI 0 0 0 TCRE PR2 PR1 PR0
RST: 0 0
00
0
0
0
0
$000D
1 – 定时器由OC7比较符合时复位 0 – 定时器自由运行
1 – 定时器溢出中断使能 0 – 定时器中断禁止
预分频系数选择
PR2
0 0 0 0 1 1 1 1
PR1
0 0 1 1 0 0 1 1
PR0
0 1 0 1 0 1 0 1
Control Bits
Delay Counter
COMPARATOR CAP./COM. Register
0
Reset
Pulse Accumulator
CH1
Hold Register
Hold Register
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8.2 输入捕捉/输出比较
8.2.1 输入捕捉 输入捕捉是通过捕获自由运行计数器来监视外部
Action on OCx
No Action OCx Toggle OCx Drive OCx LO Drive OCx HI
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输出比较功能
• 在特定的时刻输出一个信号
TCNT
16位自由运行计数器
比较
比较器
当比较寄存器的值和计数 器的值相等时，采取行动 比如：当TCNT=0x5678
事件。主要用于信号检测、频率测量、脉冲宽度和 输入计数。 输入捕捉的基本定义： 外部事件或信号发生规定变化； 计数寄存器TCNT内容锁存到TCn； CnI= 1 , 允许中断， 发中断,置标志位CnF 记录事件发生的时刻、信号变化的时刻； TCnH 实现两次输入捕捉， 产生中断或置位
LDAA TCnH ：PAn --》PAnH 并且 PAn=0; 重庆大学通信工程学院 王毅 王永东
3.脉冲累加器的计数方式
对事件计数模式，PEDGE 选 择哪个PAI的沿用来增加 PACNT寄存器
对门累加模式，PEDGE选择哪 个PAI 状态用来禁止计数 (比如. PEDGE = 1 -- 禁止计 数 当PAI = HI).
PA7/PAI
脉冲累加器输入引脚
8 – 位计数器
事件计数模式 引脚作为计数器时钟 软件选择以什么沿来计数 计数器溢出时，产生中断（可选） 在PAI引脚每个主动电平将产生中断
PA7/PAI 脉冲累加器输入引脚
8 位计数器
自由运行 E/64时钟
时间累加模式 引脚作为计数器
软件选择主动电平作为门的输入 当计数器溢出时产生中断 在使能的引脚上后面的边缘时产生中断
第八章 S12定时器模块
8.1 定时器模块概述 S12定时器模块在标准定时器基础上增加了一
些新功能，称为增强型定时器模块（Enhanced Capture Timer Module, ECT) 有一下特点： 4个具有16位缓冲寄存器的输入捕捉通道； 4个8位脉冲累加器可以通过级联形成2个16位的 脉冲累加器 1个具有4位预分频器的16位递减模数计数器； 4个可选的延迟计数器用来增强输入抗干扰能力。
… … …
通道 7 输入捕捉 输出比较
IOC0
… … …
IOC7
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8.1.2 定时器结构
Bus Clock
Prescaler
Pin Logic
16-Bit Free-running Main Timer
Prescaler
load Register
16-Bit Modulo Down-Counter
1 – 计数器使能 0 – 计数器禁止
R = Reserved
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8.3脉冲累加器和模数计数器 8.3.0脉冲累加器基础
1.脉冲累加器功能引脚 P0—P3 共4个累加器，对应IOC0—IOC3通道。 每个通道具有8位累加器 PAn及保持寄存器PAnH PA0+PA1=PACB ,IOC0 ,PBCTL, PBFLG PA2+PA3=PACA ,IOC7 ,PATAL,PACTL
OR
（2）输入延迟控制寄存器DLYCT
Pin Logic
Delay Counter
注：实用于低频信号抗干扰， 对高频信号不适用
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(3)定时器中断标志寄存器TFLG
① TFLG1: CnF
CnF =1:通道n有中断事件发生； ② TFLG2:
TOF:定时器溢出标志位
清CnF、 TOF标志位的方法：向对应标志位置1 ，实现清位。
CLK
.
TCNT
Address Offset $0004, 05
B0.......……...B7 B8……..........B15
PIN
脉冲累加器
TEN
DATA BUS
TSCR1 -定时器控制寄存器
TEN TSWAI TSFRZ TFFCA R R R R $0006
RST: 0 0 0 0 0 0 0 0
TSBCK – 在DEBUG模式时， 定时器停止。 0 = 不停止 ； 1 = 停止
TSWAI – 在WAIT模式时，定时器停止 0 = 不停止； 1 = 停止
2.脉冲累加器工作模式： ① LATQ=1：脉冲锁存模式。
PAn PAnH ,打入到累加器的条件： MCCNT计数器减到0 ，即计时到，可以产生中断； 向MCCNT 写0 ，不产生中断； MCCNT对应控制寄存器MCCTL的ICLAT位置1（对所有累加
器）； ② LATQ = 1 脉冲累加队列模式
BSET TFLG2 , $80;
BSET TFLG1 , #$81
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8.2.2 输出比较
（1）TSCR1 – 定时器系统控制寄存器
TEN TSWAI TSFRZ TFFCA
Reserved
$0006
RST: 0……………………………………………………………………………0
B3 B2 B1 B0 OM5 OL5 OM4 OL4
0
0
0
0
$0008
TCTL2
B7 B6 OM3 OL3
B5 B4 OM2 OL2
B3 B2 OM1 OL1
B1 B0 OM0 OL0 $0009
RST: 0
0
0
0
0
0
0
0
输出模式和输出电平 (O7–OC0)
பைடு நூலகம்
OMX
0 0 1 1
OLX
0 1 0 1
TIMER 定时器使能 1 – 计数器使能 ；0 – 计数器禁止
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(2) TSCR2 – 定时器系统控制寄存器
B7....................................................................................B0
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8.2.3 定时器溢出
模块时钟
M Clock
预分频选择 PR[2:0]
计时器溢出时，对溢出 标志位置位，如允许中 断，则向CPU发出中断 请求
$FFFE $FFFF $0000
TOF
1 2 4 8 16 32 64 128
计数器寄存器
TCNT
15...........................................0
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(2)16位模数计数器标志寄存器MCFLG
MCZF : 模数计数溢出中断标志位 POLF0 : 对应引脚1 ， 首次捕捉的记性；0：上升；1：下降 （3)16位模数递减计数寄存器MCCNT 读MCCNT :返回：
RDMCL=0 计数器当前值 ；RDMCL=1 加载寄存器值; 对输入捕捉或脉冲累加，如果设置为锁存模式且输入缓冲使能 （LATQ=1,BUFFEN=1),写$0000到MCCNT锁存TC 、PA到保持 寄存器 ；并且MCCNT保持位0 ，不会产生中断标志置1； 对应循环使用方式（MODMC=1),写入MCCNT的数据， 在 MCCNT回零后卡是生效，非立即生效。 对于单次计数方式(MODMC=0),写MCCNT，清零MCCNT，然 后并用新值更新计数器。实现规定时刻的计数开始。
TCNT TCn TCnH
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1、非缓冲IC通道 有4个非缓冲通道（PT4~PT7)各自具有一个捕
捉寄存器。 可以由输入覆盖控制寄存器ICOVW决定捕捉到
的数据是否允许被覆盖。
2、缓冲IC通道 有4个缓冲通道（PT0~PT3)除了各自具有一个
捕捉寄存器外，还有一个保持寄存器，可以连续捕 捉2次不同时刻的值。
（1）16位模数计数器控制寄存器MCCTCL
MCZI:模数计数器向下溢出中断使能： 0：禁止 ：1：使能 MODCM: 0：单次计数方式 ； 1：循环计数方式 RDMCL:模数读取位选择：
0：读回模数计数器当前值； 1：返回加载寄存器的值 ICLAT:捕捉寄存器强制转移控制位
0：无效： 1： TCn TCnH ； PAn PAnH；0 PAn MCEN:模数递减计数器使能位。 0：禁止 1：使能 FLMC:仅写1的时候，产生模数常数寄存器的内容强制装入 MCCNT,复位分频因子； MCPR1,MCPR0:
置位
相等
引脚控制逻辑
清零 翻转
OR
OR
Pin
OCn
TCn
16位输出比较寄存器 比如：0x5678 软件可以修改
OCnF 状态标志位置位， 当比较发生时（值相等时）
OCnI
• 共有8个输出比较通道 • 每个通道有自己的向量表和控制寄存器
中断请求
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例：8-2 参见教材P148
可以工作在锁存方式或队列方式。
（注：锁存方式类似于非缓冲通道，队列方式就是先进先出）
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输入捕捉功能过程
当外部事件发生时，或外部信号输入发生变化时，记录当前时间 TCNT
比较/捕捉 单元 16位自由运行计数器
OR
OR
引脚 ICx
上升/下降沿
沿选择 检测
延时 计数器
Edge
TICx 16位输入捕捉锁存器
• 共有8个输入捕捉通道 • 每个通道有自己的向量表和控制寄存器
16位保持寄存器 ICxF 捕捉发生时，状态位置1
可选中断屏蔽 ICxI
向CPU发出中断请求
应用: ABS 刹车. 雷达测距，发动机
注: 如果输入信号电平和跳变之前的电平相反时， 延时计数器在当前时钟计数时刻产生一个脉冲， 它用来去除噪声
除以
1 2 4 8 16 32 64 128
TCRE - 允许使用PWM功能
(3) 定时器中断使能寄存器TIE -- CnI (4) 定时计数寄存器TCNT
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(5)定时器控制寄存器TCTL
B7 B6
TCTL1
OM7 OL7
RST: 0
0
B5 B4 OM6 OL6
0
0
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8.3.1脉冲累加控制寄存器 1. 16位脉冲累加器A控制寄存器PACTL
PAEN: 脉冲累加器使能位：1：使能 ；0：禁止 PAMOD:脉冲累加器模式控制位：1：门控方式；0：事件计数 PEDGE:有效边沿设定：
PAOVI : 脉冲累加器溢出中断使能：0：禁止 ；1：使能。 PA I：脉冲累加器输入中断使能： 0：禁止 ；1：使能。 CLK1,CLK2:TCNT计时输入频率选择。
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3.各控制寄存器的设定
具体的设置方式参见相关资料，重点是了解其 作用和意义。
（1）定时器控制寄存器TCTL
输入捕捉沿控制(IC7–IC0)
EDGxB EDGxA ICx EDGE
0 0 无边沿 – ICx 禁止
0 1 上升沿
1 0 下降沿
1 1 任何沿
OR
注：上、下沿用于测量周 期，任何沿用于测量高电 平或低电平宽度
PACLK = 总线频率/64.
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2. 16位脉冲累加器A 标志寄存器PAFLAG PAOVF : 脉冲累加器溢出中断标志位 PAIF ：计数方式：有效边沿产生计数同时产生中断标志；
事件方式：输入信号结束边沿产生中断标志
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8.3.2模数计数器
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S12 定时器的基本结构
总线时钟
模块计数中断
定时器溢出中断
定时器通道 0 中断 ～
定时器通道 7 中断 PA 溢出中断 PA 输入中断 PB 溢出中断
预分频因子 16 位计数器 16 位模数计数器
寄存器
16 位脉冲累加器 A 16 位脉冲累加器 B
通道 0 输入捕捉 输出比较
TOI 0 0 0 TCRE PR2 PR1 PR0
RST: 0 0
00
0
0
0
0
$000D
1 – 定时器由OC7比较符合时复位 0 – 定时器自由运行
1 – 定时器溢出中断使能 0 – 定时器中断禁止
预分频系数选择
PR2
0 0 0 0 1 1 1 1
PR1
0 0 1 1 0 0 1 1
PR0
0 1 0 1 0 1 0 1
Control Bits
Delay Counter
COMPARATOR CAP./COM. Register
0
Reset
Pulse Accumulator
CH1
Hold Register
Hold Register
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8.2 输入捕捉/输出比较
8.2.1 输入捕捉 输入捕捉是通过捕获自由运行计数器来监视外部
Action on OCx
No Action OCx Toggle OCx Drive OCx LO Drive OCx HI
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输出比较功能
• 在特定的时刻输出一个信号
TCNT
16位自由运行计数器
比较
比较器
当比较寄存器的值和计数 器的值相等时，采取行动 比如：当TCNT=0x5678
事件。主要用于信号检测、频率测量、脉冲宽度和 输入计数。 输入捕捉的基本定义： 外部事件或信号发生规定变化； 计数寄存器TCNT内容锁存到TCn； CnI= 1 , 允许中断， 发中断,置标志位CnF 记录事件发生的时刻、信号变化的时刻； TCnH 实现两次输入捕捉， 产生中断或置位
LDAA TCnH ：PAn --》PAnH 并且 PAn=0; 重庆大学通信工程学院 王毅 王永东
3.脉冲累加器的计数方式
对事件计数模式，PEDGE 选 择哪个PAI的沿用来增加 PACNT寄存器
对门累加模式，PEDGE选择哪 个PAI 状态用来禁止计数 (比如. PEDGE = 1 -- 禁止计 数 当PAI = HI).
PA7/PAI
脉冲累加器输入引脚
8 – 位计数器
事件计数模式 引脚作为计数器时钟 软件选择以什么沿来计数 计数器溢出时，产生中断（可选） 在PAI引脚每个主动电平将产生中断
PA7/PAI 脉冲累加器输入引脚
8 位计数器
自由运行 E/64时钟
时间累加模式 引脚作为计数器
软件选择主动电平作为门的输入 当计数器溢出时产生中断 在使能的引脚上后面的边缘时产生中断
第八章 S12定时器模块
8.1 定时器模块概述 S12定时器模块在标准定时器基础上增加了一
些新功能，称为增强型定时器模块（Enhanced Capture Timer Module, ECT) 有一下特点： 4个具有16位缓冲寄存器的输入捕捉通道； 4个8位脉冲累加器可以通过级联形成2个16位的 脉冲累加器 1个具有4位预分频器的16位递减模数计数器； 4个可选的延迟计数器用来增强输入抗干扰能力。
… … …
通道 7 输入捕捉 输出比较
IOC0
… … …
IOC7
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8.1.2 定时器结构
Bus Clock
Prescaler
Pin Logic
16-Bit Free-running Main Timer
Prescaler
load Register
16-Bit Modulo Down-Counter
1 – 计数器使能 0 – 计数器禁止
R = Reserved
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8.3脉冲累加器和模数计数器 8.3.0脉冲累加器基础
1.脉冲累加器功能引脚 P0—P3 共4个累加器，对应IOC0—IOC3通道。 每个通道具有8位累加器 PAn及保持寄存器PAnH PA0+PA1=PACB ,IOC0 ,PBCTL, PBFLG PA2+PA3=PACA ,IOC7 ,PATAL,PACTL
OR
（2）输入延迟控制寄存器DLYCT
Pin Logic
Delay Counter
注：实用于低频信号抗干扰， 对高频信号不适用
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(3)定时器中断标志寄存器TFLG
① TFLG1: CnF
CnF =1:通道n有中断事件发生； ② TFLG2:
TOF:定时器溢出标志位
清CnF、 TOF标志位的方法：向对应标志位置1 ，实现清位。
CLK
.
TCNT
Address Offset $0004, 05
B0.......……...B7 B8……..........B15
PIN
脉冲累加器
TEN
DATA BUS
TSCR1 -定时器控制寄存器
TEN TSWAI TSFRZ TFFCA R R R R $0006
RST: 0 0 0 0 0 0 0 0