飞思卡尔k系列 ftm模块详解

1.5FTM模块

1.5.1 FTM模块简介

FTM模块是一个多功能定时器模块，主要功能有，PWM输出、输入捕捉、输出比较、定时中断、脉冲加减计数、脉冲周期脉宽测量。在K10中，共有FTM0，FTM1，FTM2三个独立的FTM模块。其中FTM0有8个通道，可用于电机或舵机的PWM输出，但不具备正交解码功能，也就是对旋转编码器输入的正反向计数功能。而FTM1和FTM2则具备正交解码功能，但是FTM1和FTM2各只有两个通道。FTM模块的时间基准来自一个16位的计数器，该计数器的值可读取，即可作为无符号数对待，也可作为有符号数的补码对待。

1.FTM模块特性

●时钟源可选择，FTM的时钟源可以来自系统时钟或外部时钟。可对时钟分频，分频

比为1,2,4,8,16,32,64,128。

●FTM的一个16位计数器，该计数器可设置为自由运行或由用户设置起始和结束值，

可递增计数也可递减计数。

●FTM的每个通道都可以设置为输入捕捉、输出比较或边沿对其的PWM输出。

●在输入捕捉模式下，可捕捉上升沿、下降沿或两个边沿都捕捉，有些通道可选择输

入滤波器。

●在输出比较模式下，在比较成功时可选择输出信号置位、清零或翻转。

●所有的通道都可以设置为中心对齐的PWM输出模式。

●每对通道都可以级联以产生PWM信号。

●FTM的通道可成对工作在相同输出或互补输出，也可各通道独立输出。

●当通道成对互补输出时可使用死区插入。

●可产生触发信号。

●软件控制PWM输出。

●最多4个全局错误控制使用的错误输入。

●每个通道的极性可设置。

●每个通道都可产生中断。

●错误条件发生时也可产生中断。

●同步载入或写入带缓冲的FTM寄存器。

●关键寄存器有写保护功能。

●和HS08系里的TPM兼容。

●对于维持在低电平或高电平的信号也可进行输入捕捉的测试。

●双边沿捕捉可用于脉冲或周期信号宽度测量。

2.FTM模块框图

由图可见，FTM模块的核心是一个16位计数器，该计数器的时钟源可以选择，如果我们选择由FTM来实现PWM，输入捕捉，或者输出比较，定时中断，脉宽测量等功能，则一般选择system clock。这个时钟实际上就是我们前面提到的MCG模块输出的MCGOUTCLK，再由SIM模块分配后得到的Bus Clock。如果我们选择由FTM实现对外部脉冲的计数，也可选择外部时钟，如果是外部编码器输入的AB相脉冲，用于电机正反转测速，则可以使用PHA 和PHB输入，由计数器自动加减计数。

16位计数器FTM Counter每个FTM模块一个，该FTM模块的所有通道共用这一个计数器。计数器的初始值（CNTIN）和结束值（MOD）可以设置。计数器的计数方式有三种，一种是递增计数，计数器从初始值开始累加，直到结束值，在下一个时钟周期，又回到初始值，循环往复。第二种是先加后减计数，计数器从初始值开始累加，到结束值后，从下一个时钟开始递减，一直减到初始值，然后再次开始累加，循环往复运行。第三种是正交解码模式，即对外部输入的AB相脉冲计数，由FTM根据A相和B相的相位自动递增或递减计数。在这里需要注意，FTM0不具备第三种计数模式，只有FTM1和FTM2可以使用正交解码。

1.5.2 FTM的寄存器

对FTM模块的设置和访问时都是通过FTM的寄存器来完成，下面我们就开始介绍FTM 相关的寄存器。注意，FTM模块有很多寄存器的写入操作并不能立刻更新该寄存器的值，而是先写到一个缓冲器（Buffer）里，由系统在设置好的载入点（load point），再配合软件或硬件触发的方式来从缓冲器更新寄存器中的值的，后面我们介绍到这些寄存器的时候会指出。另外，FTM的很多寄存器具有写保护功能，需要先把写保护打开才可以写入，这点也在后面的介绍中提到。

1.状态和控制寄存器（FTMx_SC）

该寄存器每个FTM模块一个，里面包含计数器溢出标志，溢出中断允许设置，计数模式设置，时钟源选择和分频设置，具体如下。

●TOF：定时器溢出标志，当FTM模块计数器到达MOD寄存器中设置的结束值时，无论

是递增计数还是先加后减计数，在计数值从结束值变化到下一个值时，该位置1。当读取该寄存器，且该位置1时，写0可清除该标志，写1则没有效果。

●TOIE：定时器溢出中断使能。当TOF置1时是否触发中断。对外界固定时钟计数配合

TOF和TOIE则可以实现定时中断的功能。

TOIE=0：定时器溢出中断禁止；

TOIE=1：定时器溢出中断使能。

●CPWMS：中心对齐PWM选择。这一位实际是设置计数器加减计数，所谓PWM中心对

齐模式就是指的计数器先加后减。该位平时出于写保护状态，只有在MODE[WPDIS] = 1时才可被写入。

CPWMS=0：计数器加法计数；

CPWMS=1：计数器先加后减计数。

●CLKS：时钟源选择。选择FTM计数器的时钟来源。该位平时写保护，只有在MODE[WPDIS]

= 1时才可写入。

CLKS=00：未选择时钟；

CLKS=01：系统时钟（推荐，即Bus Clock）；

CLKS=10：定频时钟；

CLKS=11：外部时钟。

●PS：预分频设置。设置对CLK选中的时钟预分频。该位平时写保护，只有在MODE[WPDIS]

= 1时才可写入。

预分频比=2^PS，最大128分频。

2.计数器FTMx_CNT

该寄存器包含FTM计数器的值。复位时该寄存器清0，向该寄存器写入任何值将会使该寄存器回到初始设定值。CNTIN中保存的是初始设定值。

BDM模式下，FTM计数器被冻结。

3.模数寄存器FTMx_MOD

该寄存器保存FTM计数器的模数，即计数器计数终止值，当计数器到达对应的模数值时，TOF将在下一个时钟到来时置1。此时计数器的值取决于选择的计数器计数方案，默认回到初始值。

写该寄存器的值会先锁存到一个缓冲器里，不会立刻更新，而是和寄存器更新设置有关。

4.通道n状态及控制寄存器（FTMx_CnSC）

这是一个非常重要的寄存器，每个通道都有一个CnSC寄存器。该寄存器中包含通道中断标志位、中断使能控制位、通道设置以及引脚功能设置。

●CHF:通道标志，当对应通道设定事件发生时该位由硬件置1。所谓通道设定事件有两种，

一种是输入捕捉模式下，捕捉到设定的边沿时；另一种是输出比较模式下，FTM计数值