430单片机之定时器A功能的大致介绍

　　430系列单片机是美国德州仪器（TI）1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器（Mixed Signal Processor）。430单片机称之为混合信号处理器，是由于其针对实际应用需求，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片机”解决方案。该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。

　　430单片机特点

　　处理能力强

　　430系列单片机是一个16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式（7 种源操作数寻址、4 种目的操作数寻址）、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。

　　运算速度快

　　430 系列单片机能在25MHz晶体的驱动下，实现40ns的指令周期。16位的数据宽度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能实现乘加运算）相配合，能实现数字信号处理的某些算法（如FFT等）。

　　超低功耗

　　430 单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压和灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。

　　首先，430 系列单片机的电源电压采用的是1.8-3.6V 电压。因而可使其在1MHz 的时钟条件下运行时，芯片的电流最低会在165μA左右，RAM保持模式下的最低功耗只有0.1μA。

　　其次，独特的时钟系统设计。在 MSP430 系列中有两个不同的时钟系统：基本时钟系统、锁频环（FLL 和FLL+）时钟系统和DCO数字振荡器时钟系统。可以只使用一个晶体振荡器（32.768kHz）DT-26 OR DT-38，也可以使用两个晶体振荡器。由系统时钟系统产生 CPU 和各功能所需的时钟。并且这些时钟可以在指令的控制下，打开和关闭，从而实现对总体功耗的控制。

　　由于系统运行时开启的功能模块不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有着显著的不同。在系统中共有一种活动模式（AM）和五种低功耗模式（LPM0~LPM4）。在实时时钟模式下，可达2.5μA ，在RAM 保持模式下，最低可达0.1μA 。

　　片内资源丰富

　　MSP430 系列单片机的各系列都集成了较丰富的片内外设。它们分别是看门狗（WDT）、模拟比较器A、定时器A0（Timer_A0）、定时器A1（Timer_A1）、定时器B0（Timer_B0）、UART、SPI、I2C、硬件乘法器、液晶驱动器、10位/12位ADC、16位Σ-Δ ADC、DMA、I/O端口、基本定时器（Basic Timer）、实时时钟（RTC）和USB控制器等若干外围模块的不同组合。

　　其中，看门狗可以使程序失控时迅速复位；模拟比较器进行模拟电压的比较，配合定时器，可设计出A/D 转换器；16 位定时器（Timer_A 和 Timer_B）具有捕获/比较功能，大量的捕获/比较寄存器，可用于事件计数、时序发生、PWM等；有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用；具有较多的 I/O 端口，P0、P1、P2 端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入；10/12位硬件 A/D 转换器有较高的转换速率，最高可达200kbps ，能够满足大多数数据采集应用；能直接驱动液晶多达 160 段；实现两路的 12 位D/A转换；硬件I2C串行总线接口实现存储器串行扩展；以及为了增加数据传输速度，而采用的DMA模块。MSP430 系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。

　　另外，430 系列单片机的中断源较多，并且可以任意嵌套，使用时灵活方便。当系统处于省电的低功耗状态时，中断唤醒只需5μs。

　　方便高效的开发环境

　　430 系列有 OTP 型、 FLASH 型和 ROM 型三种类型的器件，这些器件的开发手段不同。对于 OTP 型和 ROM 型的器件是使用仿真器开发成功之后烧写或掩膜芯片；对于 FLASH 型则有十分方便的开发调试环境，因为器件片内有 JTAG 调试接口，还有可电擦写的 FLASH 存储器，因此采用先下载程序到 FLASH 内，再在器件内通过软件控制程序的运行，由 JTAG 接口读取片内信息供设计者调试使用的方法进行开发。这种方式只需要一台 PC 机和一个 JTAG 调试器，而不需要仿真器和编程器。开发语言有汇编语言和C 语言。

　　430单片机之定时器A功能的大致介绍

　　总的来说，430单片机一共有三个定时器，定时器A，定时器B，还有就是看门狗定时器，这里我们主要是讨论430单片机的定时器A的功能，定时器A的功能是我目前见过最厉害的定时器，视频上说用好定时器A的话，对于今后真正的掌握430具有很重要的意义

　　同样是先介绍一下定时器A的特点：（英语六级科学类文章的常用写法，总分总）

　　1：可作为异步的16位定时器，16位的计数器，其中计数器有四种工作方式

　　2：可以调节的外部时钟源

　　3:3个捕获比较源

　　4：拥有可以输出PWM功能

　　5：异步的输入与输出锁存

　　6：拥有多个中断源

　　其实，看datasheet现在真的掌握方法了，看完简介关键就是看懂下面这张图，在编程的时候熟悉相关寄存器的操作就可以了

　　并且看图也还有个先后的顺序，因为机器是死的，运作起来是要靠晶振的振动，所以看图的时候，可以依据时钟源这条主线来看

　　首先，目光聚集在标号1，特点2讲了，可以调节的外部时钟源，有4种可以用的时钟源，

　　之后标号2是一个分频器，可以进行三种分频，

　　在接下来标号3是一个16位的工作区，就是一个加一计数器吧，

　　在接下来标号4就是一个计数器，计数器的话，有4种计数模式；

　　这里还是需要注意画蓝色的控制位，TACLR这个控制位是计数器还有定时器的复位控制位，如果这一位置位，则时钟源，分频比，还有计数器的方向都需要重新设定

　　Set TAIFG这个是计数器的中断标志位

　　

　　接下来下面这一部分才是重头戏，捕获比较，标号5是捕获模式的比较来源，有四种捕获模式选择

　　标号6是一个捕获时钟源的同步选择，一般选择的是与内部时钟先一致，以避免内部资源的冲突

　　标号7是一个捕获寄存器，用来存放不同的时间戳，进而计算出脉宽的长度

　　标号8是一个锁存位

　　标号9是用来选择捕获模式还是比较模式

　　标号10是用来输出各种控制波形，比如PWM波形等等

　　接下来按照英语六级科学类阅读常用的方法，到了分的结构，430的定时器模式的介绍，其实定时器没什么可说的，无非就是具有时钟时钟源，分频比可以设置，以得到用户需要的计时效果，需要注意的是，当TACLR置位的时候，外部时钟源，分频比都会清除掉，再次使用的时候，用户需要重新设置，所以这一位的操作需要谨慎

　　在接下来便是计数器模式的介绍，430提供三种计数模式，增计数模式，连续计数模式，增减计数模式

　　增计数模式的话，这里需要注意的是增计数模式与连续计数模式差不多，都是输出锯齿波形，但是他们的峰值是不同的，因为增计数模式的话的峰值是用户自己设置的，设置的值存放在TACCR0的寄存器上，但是连续计数模式的峰值是固定的，是一直计数知道16位全部溢出，所以峰值是0xffff

　　

　　图中所示，1表示增计数模式的话，2表示连续计数模式

　　值得注意的，值增计数模式的话的时候，如果突然间TACCR0上的值被改变，表示峰值被改变，假设由原来的峰值A变成峰值B

　　如果峰值B小于峰值A，则计数器马上变为0，重新开始技术

　　如果峰值B大于峰值A，则计数器会超过A，一直加大B，在变为0，之后输出峰值位B的锯齿波

　　接下来便是增减计数模式，这个比较有意思，他可以得到一个三角波，见图：

　　

　　注意的是，该三角波的峰值也是可以调节的，还有三角波的技术具有记忆性，所以使用时需要注意，所谓的记忆性，就是在A出来一个暂停，他会暂停，并且恢复之后，计数的方向都不会改变

　　接下来就是选择捕获模式或者是比较模式，有CAP控制位来选择

　　当工作在捕获模式下的时候，单片机会捕获预先设定的脉冲，记录脉冲出现的时间戳，之后两个时间戳进行相减，得到的便是脉冲的宽度，但是当时间戳用户没有及时的取走的话，就会发生重复捕获，这是上一次出现的时间戳就会被覆盖

　　比较模式通常是CAP = 0，定时器工作在比较模式的情况下的时候，通常是用来输出PWM波形

　　到这里，定时器A的大部分功能都弄明白了，但是还有最重要的一个模块，那就是脉冲的输出模块，定时器A可以输出大量可以供用户选择的波形，这个功能真的是超级无敌的强大，这个输出模块需要很具体的工程实践能力，还需要很深的理论功底但需要的时候，但需要输出的波形的时候，可以优先考虑MSP430