FTM的PWM、输入捕获、正交解码

FTM是一个神奇的模块，他能输出PWM，能输入捕获，能输出比较还能正交解码。英文全称是FlexTimer Module，你可以理解为高级定时器模块、易用定时器模块等等。不仅仅在Kinetis 32位处理器中，FTM是个常用的模块，在飞思卡尔的8位处理器中，他也是个常用的模块，只不过名字叫TPM。FTM会用了，飞思卡尔的其他单片机的FTM、TPM你就都会用了。在OSKinetis固件库中，我们可以用FTM模块来实现PWM、输入捕获和正交解码等常用功能，借用库函数实现功能不难，难的是理解这些功能怎么用、什么原理才是最重要的，下面我们一一介绍这3个功能。当然看完本文你就能用寄存器编写FTM的各个功能吗，呵呵，不可能的！否则要那1000多页的技术文档干什么用，但是我希望本文能起到抛砖引玉的功能，在你会用库函数的基础上，对他的内部机制有一个了解。

介绍几个小伙伴（FTM寄存器）

要想搞清楚FTM模块，首先我们要介绍几个重要的寄存器给大家，他们就像小伙伴一样，好好利用可以帮大忙呢。

• FTMx_CNT小朋友（计数器寄存器），他负责喊号（计数）。
• FTMx_SC小朋友（状态和控制寄存器），他负责……寄存器名字面意思，具体说就是决定CNT小朋友的喊号的快慢（计数频率，包括时钟源的选择和分频系数）。他还负责其他一些杂事，比如计数溢出、中断使能等等。
• FTMx_MOD小朋友（模数寄存器），他负责记住一个数字，当CNT小朋友喊道这个数字的时候，他就提醒相关人员干一些事情，比如产生溢出中断标志，比如让CNT重新开始喊号。
• FTMx_CNTIN小朋友（计数器初始值寄存器），他告诉CNT小朋友哪哪个数开始喊。
• 其中x代表不同的FTM模块的标号，比如MK60D系列单片机，有3个FTM模块，x就为0~2。

PWM输出功能

PWM工作原理

PWM是什么，能做什么用，不是我们要讲的，相信你也能百度到。这里我们主要讲PWM在Kinetis的FTM模块中是怎么工作的。还记得上面介绍的几个小朋友吗，他们只要一起干活，我们的PWM波就可以生成了，下面我来说说他们是怎么干活的。哦对了，说到PWM还有一个小朋友要介绍，就是FTMx_CnV（通道值寄存器）小朋友。其中n代表FTMx有n个这样的小朋友，对于FTM0模块来说，有8个。他们8个人负责PWM的脉宽（即占空比），他们每个人也会记住一个数字，当CNT喊道这个数字的时候，他就让PWM的输出产生上升或下降沿。
PWM最重要参数就是频率（周期的倒数）和占空比，下面的两个公式解释了他们是怎么确定的：

PWM的周期=(MOD–CNTIN +1)x计数器周期
PWM的占空比=(CnV − CNTIN)/ PWM的周期

怎么样，上面的公式结果都是由我们认识的小朋友决定的吧。下面我来解说下这个工作流程，首先公式中的计数器周期是SC小朋友决定的，前面说了他负责喊号的快慢，因为他负责决定采用哪个频率为输入频率，这些频率候选有系统时钟、固定频率时钟以及外部时钟，他还负责这些输入频率的分频系数，总之SC小朋友决定了计数器周期，也就是CNT小朋友喊号的快慢。然后CNT小朋友从CNTIN小朋友那里知道了要喊的第一个数，他按照SC决定的快慢一直喊道MOD告诉他的数，喊完这些数，一个PWM周期也就产生了！
那么PWM的脉宽是怎么决定的呢，首先假定CNT在喊第一个数的时候，PWM通道输出高电平，当CNT喊到CnV小朋友告诉他的号的时候，PWM输出通道就会变为低电平，直到CNT继续喊道MOD的时候一个PWM周期结束，当重新开始喊CNTIN的号的时候，PWM的输出通道又变为了高电平，这样持续下去，就产生了PWM波形！
你以为一个FTMx模块只能输出一路PWM就错了，我们刚才说了CnV根据x的不同，有n个通道可以输出PWM，如果是x=0，那么FTM0就有8个CnV，C0V到C7V这8个小朋友，因此FTM0可以输出8路不同占空比的PWM，但是由于负责喊号的CNT以及他的其他小伙伴在FTM0中仅仅各有1人，因此FTM0只能输出一种频率的PWM。

如果上面的描述让你和你的小伙伴都惊呆了，那么就看看上面这幅图，从技术文档中的Figure 39-181截出来的。红圈后面的波形就行PWM输出通道输出的波形。深绿色的圈代表CNT从CNTIN开始计数，此时输出高电平。当计数到CnV的时候，浅绿色圈处，产生channel(n)match通道匹配事件，变为低电平。当整个计数周期完成，即蓝圈的范围，CNT计数到MOD时，一个波形输出完成。

PWM例程讲解

前面讲了FTM中的几个小伙伴的故事，目的是为了让大家了解PWM的工作流程，下面我们来具体看看例程中，是如何利用库函数来生成PWM的。首先看例程“LPLD_ServoControl”，这是一个控制舵机转动的例程，我们知道舵机的控制PWM频率一般是50Hz，其他的舵机有可能不同，因