【ZIGBEE(CC2530)学习】6-CC2530基础实验——定时器配置

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于 2025-07-29 16:57:28 首次发布

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一、实验介绍

CC2530定时器1 是一个独立的16 位定时器，支持典型的定时/计数功能，比如输入捕获，输出比较和PWM 功能。定时器有五个独立的捕获/比较通道。每个通道定时器使用一个I/O 引脚。定时器用于范围广泛的控制和测量应用，可用的五个通道的正计数/倒计数模式将允许诸如电机控制应用的实现。
定时器1 的功能如下：

五个捕获
上升沿、下降沿或任何边沿的输入捕获
设置、清除或切换输出比较
自由运行、模或正计数/倒计数操作
可被1，8，32 或128 整除的时钟分频器
在每个捕获/比较和最终计数上生成中断请求
DMA 触发功能

二、实验目的

通过本实验了解CC2530 的T1定时器的相关寄存器配置；
通过本实验了解CC2530的T1定时器功能的运用。

三、实验设备

3.1、硬件设备

ZIGBEE开发板
SmartRF04EB仿真器

3.2、软件环境

IAR Embedded Workbench for 8051集成开发环境

四、实验原理

4.1、计数器

定时器1有5个通道，定时器2为睡眠定时器，定时器3和定时器4只有2个通道。
定时器包括一个16位计数器。计数器可以作为一个自由运行计数器、模计数器、正计数/倒计数器运行，用于中心对齐的PWM。
在定时器1中，可以通过两个8位的SFR读取16位的计数器值，分别是T1CNTH和T1CNTL，分别包含在高位字节和低位字节。
在定时器1中由T1CTL寄存器设置分频器值，分频器值可以从1、8、32、128中选择。当达到最终计数值(溢出)时，计数器产生一个中断请求。当T1CTL后2位写入00时计数器暂停计数；写入非00时计数器开始计数。

4.2、操作模式

4.2.1、自由运行模式

计数器从0x0000开始计数，每个活动时钟边沿加1，当计数值达到0xFFFF(溢出)时，计数器写入0x0000，继续计数。
当达到最终计数值(0xFFFF)时，IRCON寄存器的第1位和T1STAT寄存器的第5位置1。若设置了中断则对应产生一个中断请求。
自由运行模式可以用于产生独立的时间间隔，输出信号频率。

4.2.2、模模式

计数器从0x0000开始计数，当计数值达到T1CC0(溢出)时，寄存器T1CC0H:T1CC0L保存最终计数值，计数值复位到0x0000，继续计数。
如果计数值开始于大于T1CC0值的一个数，则当达到0xFFFF时，IRCON寄存器的第1位和T1STAT寄存器的第5位置1。若设置了中断则对应产生一个中断请求。
模模式可以用于周期不是0xFFFF的应用程序。

4.2.3、正计数/倒计数模式

计数器从0x0000开始，当计数器正计数到T1CC0值时，计数器从T1CC0值倒计数到0x0000。
当达到最终计数值时，IRCON寄存器的第1位和T1STAT寄存器的第5位置1。若设置了中断则对应产生一个中断请求。
正计数/倒计数模式用于周期必须是对称输出脉冲而不是0xFFFF的应用程序。

4.3、通道模式

4.3.1、输入捕获模式

配置为输入捕获的通道对应的IO口必须配置为输入模式，且为定时器1的外设引脚。
定时器启动后，任何一个边沿都触发一个捕获，所以定时器可以捕获一个外部事件发生的时间。

4.3.2、输出比较模式

配置为输入比较的通道对应的IO口必须配置为输出模式。
定时器启动后，如果比较寄存器T1CCnH:T1CCnL的内容等于计数器内容，输出引脚根据T1CCLn寄存器第5-3位内容执行。

4.4、相关寄存器

4.4.1、T1CNTH和T1CNTL

用于存储定时器1的计数器值，T1CNTH存储计数器高8位值，T1CNTL存储低8位值。
当读取T1CNTL时，计数器的高位字节在那时被缓冲到T1CNTH，以便高位字节可以从T1CNTH中读出，因为T1CNTL必须总是在读取T1CNTH之前首先读取。
在这里插入图片描述

4.4.2、T1CTL

T1CTL后2位可以用来设置启动或停止计数器，以及用来设置定时器的操作模式。
第2位和第3位用来设置分频器的划分值，如写入11设置为128分频。
在这里插入图片描述

4.4.3、T1STAT

T1STAT寄存器用于设置定时器1各通道中断设置，如同打开中断。寄存器第5位如同总中断。第0位改为定时器1通道0中断标志。
在这里插入图片描述

4.4.4、IRCON

IRCON寄存器的第1位为定时器1的中断标志。当检测到第1位为1时，说明定时器1触发中断。
在这里插入图片描述

4.4.5、T1CCTL0

当配置为输出比较模式，定时器启动后，如果比较寄存器T1CCnH:T1CCnL的内容等于计数器内容，输出引脚根据T1CCLn寄存器第5-3位内容执行。
在这里插入图片描述

4.5、溢出时间计算

系统在不配置时默认工作频率为16MHz，经过本实验配置的128分频，工作频率为：
$\frac{16M}{128}=0.125MHz$
定时器为此溢出时间：
$T=\frac{1}{0.125MHz} \times 65536=0.524288 \approx 0.5s$
其中 $\frac{1}{0.125MHz}$ 是每个工作频率为16MHz且128分频的时钟周期，当定时器溢出时有0xFFFF(溢出)个周期。

五、实验演示

本次实验演示的是利用定时器实现LED1在1s内更换状态。
首先是分别创建timer1.c和timer1.h文件。
在timer1.c内，我们要配置定时器1每0.5s计数一次，回顾4.5内容可以清楚设置工作频率为16MHz且设置128分频。由于系统在不配置时默认工作频率为16MHz，所以我们只需要设置定时器1实现128分频，而设置定时器1实现128分频是通过配置T1CTL寄存器来实现。
在这里插入图片描述
我们仅需在T1CTL寄存器的第3位和第2位写入11，另外我们只需要简单的计数，所以只需将定时器1配置为自由运行模式，即在T1CTL寄存器的第1位和第0位写入01。
要想实现定时器1每记一次数就改变LED1的状态，只需打开定时器1的一个通道的中断，每次计数器值加1时进入一次中断，而用于管理该中断的是T1STAT寄存器。
在这里插入图片描述
如果我们设置的是通道0的中断，需要将T1STAT寄存器的第0位写入1，此外我们还需要开启定时器1的总中断，即将T1STAT寄存器的第5位写入1。
综上所述，定时器的初始化就配置好了，下面我们把timer1.c的内容写在下面：

#include "headfile.h"

void timer1_init(void)
{
    T1CTL |= 0x0d;           //0000 1101 128分频 自动运行模式
    T1STAT |= 0x21;          //0010 0001 开启通道0中断。
}

对应的更新timer1.h文件就好了。

#ifndef __TIMER1_H__
#define __TIMER1_H__

#include "headfile.h"

void timer1_init(void);

#endif

记得在headfile.h文件内包含timer1.h文件。
前面我们讲到开启定时器1中断，而如何判断是否进入中断就需要查看IRCON寄存器对应位。
在这里插入图片描述
也就是说，当我们检测到IRCON寄存器的第1位为1时，说明我们设置的定时器1进入中断。
需要注意到是，每次进入中断后要清除中断标志位，以便下一次进入中断。
这里直接把main.c内的程序写在下面：

#include "iocc2530.h"                     //头文件
#include "headfile.h"

void main(void)
{
    led_init();
    timer1_init();
    while(1)
    {
        if(IRCON & 0x02)        //判断是否进入中断
        {
            IRCON = 0;          //清除中断标志位
            LED1 = !LED1;       //实现led1亮灭交替
        }
    }
}