kinetis定时器FTM详解 - 智能车制作

FTM模块

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。

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。

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。

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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。

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。

状态和控制寄存器（FTMx_SC）

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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。