用单片机制作项目3方波发生器

1.实践要求与方案设计

（1）要求

使用TPM模块实现方波输出的功能，要求在TPM1CH0引脚上输出频率为1kHz的方波（固定占空比50%），使用内部4MHz总线时钟。

（2）方案设计

要在引脚TPM1CH0上产生周期性方波信号，可把TPM1CH0引脚设定在输出比较模式。要求中方波的频率为1kHz，对应周期为1ms，那么半周期计时即为500μs。可用TPM模块计时，当500μs时间到时，把TPM1CH0引脚状态翻转，同时把计数器清零，TPM输出比较功能方波发生器如图8-13所示。注意程序中应该在改变通道配置位之后、允许通道中断之前清通道状态标志，以此避免不可预料的行为发生。若选择总线时钟BUSCLK=4MHz作为TPM模块时钟，可把计数器分频因子设为1，则计数器的计数周期为0.25μs，500μs所需要的计数个数为2000或0x07D0个。

图8-13 TPM输出比较功能方波发生图

2.硬件电路设计

电路主要由MC9S08AC16单片机最小应用系统组成，在TPM1CH0引脚上外接一台数字示波器，用于监测波形，方波发生器硬件电路示意图如图8-14所示，其中TPM1CH0引脚与PTE2引脚为复用引脚，在LQFP-44引脚封装中为第10引脚。

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图8-14 方波发生器硬件电路示意图

3.软件设计与调试

在输出比较控制方面，按照设计方案进行时钟源设置，禁止TPM1的定时溢出中断，使能通道0中断，CPWMS=0，输出电平翻转。通过TPM1CH0_init（）函数初始化之后，TPM1计数器的计数周期设为0.25μs，TPM1通道0设为输出比较模式，输出比较值为2000（0x07D0）。此后每经过一个TPM1计数脉冲，TPM1计数器TPM1CNT中的值加1，同时和寄存器TPM1C0V中的值相比较，当加到0x07D0时，两者相等，于是产生TPM1CH0比较中断，使得TPM1CH0引脚电平发生翻转，同时TPM1计数器TPM1CNT清零重新从0开始计数。这样TPM1CH0引脚电平翻转的时间间隔为0.25μs×2000=500μs，从而得到周期1ms的方波。通道初始化函数如下。

程序采用中断方式，根据表6-1，TPM1通道0的中断向量号是5，清零TPMxCNT计数器是通过向它写任意一个字节的值来完成，而清TPM1CH0中断标志位CH0F则需要两个步骤完成：首先读标志位，然后写0到标志位，其中断服务程序如下。

主函数完成TPM初始化函数的调用，具体如下。