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HT8 MCU Timer Module (CTM / STM / PTM / ETM) 應用須知

AN0434T V1.00 1/ 35 December 7, 2016

HT8 MCU Timer Module

(CTM / STM / PTM / ETM) 應用須知

文件編碼：AN0434T

簡介

HOLTEK 8-bit Flash MCU 提供幾個定時器模塊（Timer Module - TM），其主要作為時間控制

與量測或計數事件次數等。TM 提供的操作有：定時/計數器、捕捉輸入、比較匹配輸出、

單脈衝輸出以及 PWM 輸出等功能。一般每個 TM 提供 2~3 個中斷資源，並且可搭配專屬的

I/O 引腳，使得 TM 得以發揮更靈活的應用。

不同型號 MCU 配置了 1~4 組定時器模塊，編號為 TM0、TM1、TM2 與 TM3。依功能區分，

可分為四大類：精簡型 TM（Compact Type TM - CTM）、標準型 TM（Standard Type TM - STM）、

週期型 TM（Periodic Type TM - PTM）、增強型 TM（Enhance Type TM - ETM）。每個 TM 特

性複雜度不同，四種類型 TM 的特性和區別如下圖所示：

Function CTM STM PTM ETM

Timer/Counter √ √ √ √ I/P Capture – √ √ √ Compare Match Output √ √ √ √ PWM Channels 1 1 1 2

Single Pulse Output – 1 1 2 PWM Alignment Edge Edge Edge Edge & Centre

PWM Adjuststment Period & Duty Duty or Period Duty or Period Duty or Period Duty or Period

註：MCU 不同型號之 TM 組數非固定，具體詳情請參照其 Datasheet。


AN0434T V1.00 2/ 35 December 7, 2016

功能說明

TM 操作

不同類型的 TM 提供從簡單的定時器操作到 PWM 信號產生等多種功能。TM 操作的關鍵是

比較 TM 內獨立的運行的計數器的值與內部比較器的預設值。當計數器的值與比較器的預

設值相同時，則比較匹配、TM 產生中斷信號、清零計數器以及改變 TM 輸出引腳的狀態。

用戶選擇內部時鐘或外部時鐘來驅動內部 TM 計數器。

TM 時鐘源

驅動 TM 計數器的時鐘源有多個，可以通過設定 TM 控制暫存器的 TnCK2~TnCK0 位來選擇

所需的時鐘源。該時鐘源來自系統時鐘 fSYS或內部高速時鐘 fH或 fTBC時鐘源或外部 TCKn 引

腳時鐘的分頻比。TCKn 引腳時鐘源用於允許外部信號作為 TM 時鐘源或用於事件計數。

簡易型 TM（CTM）

簡易型TM是所有TM類型中最簡單的形式，但是仍然包括三種工作模式，即比較匹配輸出、

定時/事件計數和 PWM 輸出模式。簡易型 TM 由一個外部輸入腳控制並驅動一個外部輸出

腳。（以 HT66F0185 為例）：

HT66F0185 CTM 之結構圖

HT66F0185 CTM 之暫存器

註：不同型號的 MCU 定時器結構、操作及所使用之暫存器並非相同，具體情況請參考其

Database。


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CTM 操作

以 HT66F0185 為例，簡易型 TM 核心是一個由用戶選擇的內部或外部時鐘源驅動的 16 位向

上計數器，它還包括兩個內部比較器即比較器 A 和比較器 P。這兩個比較器將計數器的值

與 CCRP 和 CCRA 暫存器中的值進行比較。CCRP 是 8 位的，與計數器的高 8 位比較；而

CCRA 是 16 位的，與計數器的所有位比較。通過應用程式改變 16 位計數器值的唯一方法是

使 TnON 位發生上升緣跳變清除計數器。此外，計數器溢出或比較匹配也會自動清除計數

器。上述條件發生時，通常情況會產生 TM 中斷信號。簡易型 TM 可工作在不同的模式，可

由包括來自輸入腳的不同時鐘源驅動，也可以控制輸出腳。所有工作模式的設定都是通過

設定相關暫存器來實現的。

CTM-比較匹配輸出模式

為使 TM 工作在此模式，TMnC1 暫存器中的 TnM1 和 TnM0 位元需要設定為“00”。當工作

在該模式，一旦計數器使能並開始計數，有三種方法來清零，分別是：計數器溢出，比較

器 A 比較匹配發生和比較器 P 比較匹配發生。當 TnCCLR 位元為低，有兩種方法清除計數

器。一種是比較器 P 比較匹配發生，另一種是 CCRP 所有位元設定為零，並使得計數器溢

出。此時，比較器 A 和比較器 P 的請求旗標 TnAF 和 TnPF 將分別置起。

如果 TMnC1 暫存器的 TnCCLR 位元設定為高，當比較器 A 比較匹配發生時計數器被清零。

此時，即使 CCRP 暫存器的值小於 CCRA 暫存器的值，僅 TnAF 中斷請求旗標產生。所以當

TnCCLR 為高時，不產生 TnPF 中斷請求旗標。如果 CCRA 被清零，當計數達到最大值 FFFFH

時，計數器溢出，而此時不產生 TnAF 請求旗標。

正如該模式名所言，當比較匹配發生後，TMn 輸出腳狀態改變。當比較器 A 比較匹配發生

後 TnAF 旗標產生時，TMn 輸出腳狀態改變。比較器 P 比較匹配發生時產生的 TnPF 旗標不

影響 TMn 輸出腳。TMn 輸出腳狀態改變方式由 TMnC1 暫存器中 TnIO1 和 TnIO0 位元決定。

當比較器 A 比較匹配發生時，TnIO1 和 TnIO0 位元決定 TM 輸出腳輸出高、低或翻轉當前狀

態。TMn 輸出腳初始值，既可以通過 TnON 位元由低到高準位的變化設定，也可以由 TnOC

位設定。註意，若 TnIO1 和 TnIO0 位元同時為 0 時，引腳輸出不變。

在本文最後面有 HT66F0185 之 CTM-比較匹配輸出模式的應用範例（compare match output

mode）。通過配置 TMnC0、TMnC1 暫存器選擇比較匹配輸出模式以及給 TMnAL，TMnAH

裝初值以達到對輸出波形的頻率的設定。STM、ETM、PTM 比較匹配輸出模式的應用方式

與 CTM 的應用基本大致相同，後續將不再舉例說明。


AN0434T V1.00 4/ 35 December 7, 2016

HT66F0185 CTM 比較匹配輸出範例圖示（TnCCLR=0）


AN0434T V1.00 5/ 35 December 7, 2016

HT66F0185 CTM 比較匹配輸出範例圖示（TnCCLR=1）

CTM-定時/計數器模式

為使 TM 工作在此模式，TMnC1 暫存器中的 TnM1 和 TnM0 位元需要設定為“11”。定時/

計數器模式與比較輸出模式操作方式相同，並產生同樣的中斷請求旗標。不同的是，在定

時/計數器模式下 TMn 輸出腳未使用。因此，比較匹配輸出模式中的描述和時序圖可以適用

於此功能。該模式中未使用的 TMn 輸出腳用作普通 I/O 腳或其它功能。

在本文最後面有 HT66F0185 之 CTM-定時/計數模式的應用範例（UART）。通過配置 TMnC0、

TMnC1 暫存器選擇定時/計數模式，以及給 TmnAL、TMnAH 裝初值以達到對計數週期的設

定。利用定時/計數器功能完成 UART 功能。STM、ETM、PTM 定時/計數器模式的應用方式

與 CTM 的應用基本大致相同，後續將不再舉例說明。


AN0434T V1.00 6/ 35 December 7, 2016

CTM-PWM 輸出模式

為使 TM 工作在此模式，TMnC1 暫存器中的 TnM1 和 TnM0 位元需要設定為“10”，且 TnIO1

和 TnIO0 位元也需要設定為“10”。TMn 的 PWM 功能在馬達控制、加熱控制、照明控制等

方面十分有用。給 TMn 輸出腳提供一個頻率固定但占空比可調的信號，將產生一個有效值

等於 DC 均方根的 AC 方波。

由於 PWM 波形的週期和占空比可調，其波形的選擇就極其靈活。在 PWM 模式中，TnCCLR

位元不影響 PWM 週期。CCRA 和 CCRP 暫存器決定 PWM 波形，一個用來清除內部計數器

並控制 PWM 波形的頻率，另一個用來控制占空比。哪個暫存器控制頻率或占空比取決於

TMnC1 暫存器的 TnDPX 位元。所以 PWM 波形由 CCRA 和 CCRP 暫存器共同決定。

當比較器 A 或比較器 P 比較匹配發生時，將產生 CCRA 或 CCRP 中斷旗標。TMnC1 暫存器

中的 TnOC 位元決定 PWM 波形的極性，TnIO1 和 TnIO0 位元使能 PWM 輸出或將 TMn 輸出

腳置為邏輯高或邏輯低。TnPOL 位元對 PWM 輸出波形的極性取反。

若 fSYS=16MHz，TMn 時鐘源選擇 fSYS/4，CCRP=2，CCRA=128，TMnPWM 輸出頻率=(fSYS/4)/(2

×256) = fSYS/2048=7.8125kHz，duty=128/(2×256)=25%，若由 CCRA 暫存器定義的 Duty 值等於或

大於 Period 值，PWM 輸出占空比為 100%。

PWM 的輸出週期由 CCRA 暫存器的值與 TMn 的時鐘共同決定，PWM 的占空比由 CCRP×256

（除了 CCRP 為“0”外）的值決定。

在本文最後面有 HT66F0185 之 CTM-PWM 模式的應用範例（PWM Mode）。通過配置 TMnC0、

TMnC1 暫存器選擇 PWM 模式，以及給 TmnAL、TMnAH 裝初值以達到對輸出波形的頻率的

設定。STM、ETM、PTM 比較匹配輸出模式的應用方式與 CTM 的應用基本大致相同，後續

將不再舉例說明。


AN0434T V1.00 7/ 35 December 7, 2016

HT66F0185 CTMPWM 輸出範例圖示（TnDPX=0）


AN0434T V1.00 8/ 35 December 7, 2016

HT66F0185 CTMPWM 輸出範例圖示（TnDPX=1）

標準型 TM（STM）

標準型 TM 包括 5 種工作模式，即比較匹配輸出、定時/事件計數器、捕捉輸入、單脈衝輸

出和 PWM 輸出模式。標準型 TM 由一個外部輸入腳控制並驅動一個外部輸出腳。以

HT66F0185 為例：

HT66F0185 STM 之結構圖


AN0434T V1.00 9/ 35 December 7, 2016

STM 操作

當標準型 TM 是 16 位寬度。核心是一個由用戶選擇的內部或外部時鐘源驅動的 16 位元向上

計數器，它還包括兩個內部比較器即比較器 A 和比較器 P。這兩個比較器將計數器的值與

CCRP 和 CCRA 暫存器中的值進行比較。CCRP 是 8 位元寬度，與計數器的高 8 位元比較；

而 CCRA 是 16 位元的，與計數器的所有位元比較。通過應用程式改變 16 位元計數器值的

唯一方法是使 TnON 位發生上升緣跳變清除計數器。此外，計數器溢出或比較匹配也會自

動清除計數器。上述條件發生時，通常情況會產生 TM 中斷信號。標準型 TM 可工作在不同

的模式，可由包括來自輸入腳的不同時鐘源驅動，也可以控制輸出腳。所有工作模式的設

定都是通過設定相關暫存器來實現的。

STM-比較匹配輸出模式


在該模式，一旦計數器使能並開始計數，有三種方法來清零，分別是：計數器溢出、比較



出。此時，比較器 A 和比較器 P 的請求旗標 TnAF 和 TnPF 位元將分別置位。


此時，即使 CCRP 暫存器的值小於 CCRA 暫存器的值，僅產生 TnAF 插斷要求旗標。所以當

TnCCLR 為高時，不會產生 TnPF 插斷要求旗標。在比較匹配輸出模式下，CCRA 不能設為

“0”。




當比較器 A 比較匹配發生時，TnIO1 和 TnIO0 位元決定 TMn 輸出腳輸出高、低或翻轉當前

狀態。TMn 輸出腳初始值，既可以通過 TnON 位元由低到高準位的變化設定，也可以由 TnOC

位元設定。注意，若 TnIO1 和 TnIO0 位元同時為“0”時，引腳輸出不變。

註：STM 比較匹配輸出範例圖示與 CTM 比較輸出範例圖示相同，請參考 CTM 操作之圖示。

STM-PWM 輸出模式







並控制 PWM 波形的頻率，另一個用來控制占空比。哪個暫存器控制頻率或占空比取決於

TMnC1 暫存器的 TnDPX 位元。所以 PWM 波形由 CCRA 和 CCRP 暫存器共同決定。當比較

器A或比較器 P比較匹配發生時，將產生CCRA或CCRP中斷旗標。TMnC1暫存器中的 TnOC

位元決定 PWM 波形的極性，TnIO1 和 TnIO0 位元使能 PWM 輸出或將 TMn 輸出腳置為邏輯

高或邏輯低。TnPOL 位元對 PWM 輸出波形的極性取反。



AN0434T V1.00 10/ 35 December 7, 2016

STM-定時/計數器模式

與 CTM 比較匹配輸出模式操作相同且操作範例圖示也相同，請參照前文的“CTM 比較匹配

輸出模式”。

STM-單脈衝輸出模式

為使 TM 工作在此模式，TMnC1 暫存器中的 TnM1 和 TnM0 位元需要設定為“10”，同時

TnIO1 和 TnIO0 位元需要設定為“11”。正如模式名所言，單脈衝輸出模式，在 TMn 輸出

腳將產生一個脈衝輸出。

脈衝輸出可以通過應用程式控制 TnON 位元由低到高的轉變來觸發。而處於單脈衝模式時，

TnON 位元在 TCKn 腳自動由低轉變為高，進而初始化單脈衝輸出狀態。當 TnON 位轉變為

高準位時，計數器將開始運行，並產生脈衝前緣。當脈衝有效時 TnON 位元保持高準位。

通過應用程式使 TnON 位元清零或比較器 A 比較匹配發生時，產生脈衝下降緣。

然而，比較器 A 比較匹配發生時，會自動清除 TnON 位元，並產生單脈衝輸出下降緣。CCRA

的值通過這種方式控制脈衝寬度。比較器 A 比較匹配發生時，也會產生 TMn 中斷。TnON

位元在計數器重啟時會發生由低到高的轉變，此時計數器才復位至零。在單脈衝模式中，

CCRP 暫存器，TnCCLR 和 TnDPX 位元未使用。

HT66F0185 STM 之單脈衝輸出範例圖示


AN0434T V1.00 11/ 35 December 7, 2016

HT66F0185 STM 之單脈衝產生示意圖

STM-捕捉輸入模式

為使 TM 工作在此模式，TMnC1 暫存器中的 TnM1 和 TnM0 位元需要設定為“01”。此模式

使能外部信號捕捉，並保存內部計數器當前值，因此被用於諸如脈衝寬度測量的應用中。

TPn 腳上的外部信號，通過設定 TMnC1 暫存器的 TnIO1 和 TnIO0 位元選擇有效邊緣類型，

即上升緣，下降緣或雙緣有效。計數器在 TnON 位元由低到高轉變時啟動，並通過應用程

式初始化。

當 TPn 腳出現有效邊緣轉換時，計數器當前值被鎖存到 CCRA 暫存器，並產生 TMn 中斷。

不考慮 TPn 引腳事件，計數器繼續工作直到 TnON 位元發生下降緣跳變。當 CCRP 比較匹配

發生時計數器復位至零；CCRP 的值通過這種方式控制計數器的最大值。當比較器 P CCRP

比較匹配發生時，也會產生 TMn 中斷。記錄 CCRP 溢出中斷信號的值可以測量脈寬。通過

設定 TnIO1 和 TnIO0 位元選擇 TPn 引腳為上升緣、下降緣或雙緣有效。不考慮 TPn 引腳事

件，如果 TnIO1 和 TnIO0 位元設定為高，不會產生捕捉操作，但計數器繼續運行。TnCCLR

和 TnDPX 位元在此模式中未使用。


AN0434T V1.00 12/ 35 December 7, 2016

HT66F0185-STM 之捕捉輸入範例圖示

週期型 TM（PTM）

週期型 TM 包括 5 種工作模式，即比較匹配輸出、定時/事件計數器、捕捉輸入、單脈衝輸

出和 PWM 輸出模式。週期型 TM 由一個外部輸入腳控制，並驅動一個外部輸出腳。通過設

定 TMnC1 暫存器的 TnM1 和 TnM0 位元選擇任意模式。以 HT66F0185 為例：

HT66F0185 之 PTM 結構圖


AN0434T V1.00 13/ 35 December 7, 2016

PTM 操作

某週期型 TM 是 10 位元寬度。週期型 TM 核心是一個由用戶選擇的內部或外部時鐘源驅動

的 10 位元向上計數器，它還包括兩個內部比較器即比較器 A 和比較器 P。這兩個比較器將

計數器的值與 CCRA 和 CCRP 暫存器中的值進行比較。CCRP 和 CCRA 是 10 位元的，與計

數器的所有位元比較。

通過應用程式改變10位元計數器值的唯一方法是使TnON位元發生上升緣跳變清除計數器。

此外計數器溢出或比較匹配也會自動清除計數器。上述條件發生時，通常情況會產生 TM 中

斷信號。週期型 TM 可工作在不同的模式，可由包括來自輸入腳的不同時鐘源驅動，也可

以控制輸出腳。所有工作模式的設定都是通過設定相關暫存器來實現的。其暫存器列表如

下所示：

HT66F0185 PTM 之暫存器

比較匹配輸出模式


在該模式，一旦計數器使能並開始計數，有三種方法來清零，分別是：計數器溢出、比較



出。此時，比較器 A 和比較器 P 的請求旗標 TnAF 和 TnPF 位元將分別置位。


此時，即使 CCRP 暫存器的值小於 CCRA 暫存器的值，僅產生 TnAF 插斷要求旗標。所以當

TnCCLR 為高時，不會產生 TnPF 插斷要求旗標。在比較匹配輸出模式下，CCRA 不能設為

“0”。




當比較器 A 比較匹配發生時，TnIO1 和 TnIO0 位元決定 TMn 輸出腳輸出高、低或翻轉當前

狀態。TMn 輸出腳初始值，既可以通過 TnON 位元由低到高準位的變化設定，也可以由 TnOC

位元設定。注意，若 TnIO1 和 TnIO0 位元同時為“0”時，引腳輸出不變。



AN0434T V1.00 14/ 35 December 7, 2016

定時/計數器模式

與 CTM 定時/計數器模式操作相同，且操作範例圖示也相同，請參照前文的“CTM 定時/計

數器模式”。

PWM 模式







並控制 PWM 波形的頻率，另一個用來控制占空比。PWM 波形的週期和占空比由 CCRP 和

CCRA 暫存器的值控制。

當比較器 A 或比較器 P 比較匹配發生時，將產生 CCRA 或 CCRP 中斷旗標。TMnC1 暫存器

中的 TnOC 位元決定 PWM 波形的極性，TnIO1 和 TnIO0 位元使能 PWM 輸出或將 TMn 輸出

腳置為邏輯高或邏輯低。TnPOL 位對 PWM 輸出波形的極性取反。

若 fSYS=16MHz，TM 時鐘源選擇 fSYS/4，CCRP=512 且 CCRA=128，TMnPWM 輸出頻率

=(fSYS/4)/512=fSYS/2048=7.8125kHz，Duty=128/512=25%，若由 CCRA 暫存器定義的 Duty 值等於

或大於 Period 值，PWM 輸出占空比為 100%。


AN0434T V1.00 15/ 35 December 7, 2016

HT66F0185 PTM 之 PWM 模式範例圖示

單脈衝輸出模式

為使 TM 工作在此模式，TMnC1 暫存器中的 TnM1 和 TnM0 位元需要設定為“10”，同時

TnIO1 和 TnIO0 位元需要設定為“11”。正如模式名所言，單脈衝輸出模式，在 TMn 輸出

腳將產生一個脈衝輸出。

脈衝輸出可以通過應用程式控制 TnON 位元由低到高的轉變來觸發。而處於單脈衝模式時，

TnON 位元在 TCKn 腳自動由低轉變為高，進而初始化單脈衝輸出狀態。當 TnON 位轉變為

高準位時，計數器將開始運行，並產生脈衝前緣。當脈衝有效時 TnON 位元保持高準位。

通過應用程式使 TnON 位元清零或比較器 A 比較匹配發生時，產生脈衝下降緣。

然而，比較器 A 比較匹配發生時，會自動清除 TnON 位元，並產生單脈衝輸出下降緣。CCRA

的值通過這種方式控制脈衝寬度。比較器 A 比較匹配發生時，也會產生 TMn 中斷。TnON

位元在計數器重啟時會發生由低到高的轉變，此時計數器才復位至零。在單脈衝模式中，

CCRP 暫存器，TnCCLR 位元未使用。其操作範例圖及單脈衝產生示意圖如下所示：


AN0434T V1.00 16/ 35 December 7, 2016

HT66F0185 PTM 之單脈衝輸出範例圖示

HT66F0185 PTM 之單脈衝產生示意圖

捕捉輸入模式

為使 TM 工作在此模式，TMnC1 暫存器中的 TnM1 和 TnM0 位元需要設定為“01”。此模式

使能外部信號捕捉並保存內部計數器當前值，因此被用於諸如脈衝寬度測量的應用中。TPn

或 TCKn 腳上的外部信號，通過設定 TMnC1 暫存器的 TnCAPT 位元選擇。可通過設定 TMnC1

暫存器的 TnIO1 和 TnIO0 位元選擇有效邊緣類型，即上升緣、下降緣或雙緣有效。計數器

在 TnON 位元由低到高轉變時啟動並通過應用程式初始化。


AN0434T V1.00 17/ 35 December 7, 2016

當 TPn 或 TCKn 腳出現有效邊緣轉換時，計數器當前值被鎖存到 CCRA 暫存器，並產生 TMn

中斷。不考慮 TPn 或 TCKn 引腳事件，計數器繼續工作直到 TnON 位元發生下降緣跳變。當

CCRP 比較匹配發生時計數器復位至零；CCRP 的值通過這種方式控制計數器的最大值。當

比較器 P CCRP 比較匹配發生時，也會產生 TMn 中斷。記錄 CCRP 溢出中斷信號的值可以

測量脈寬。通過設定 TnIO1 和 TnIO0 位元選擇 TPn 或 TCKn 引腳為上升緣、下降緣或雙緣

有效。不考慮 TPn 或 TCKn 引腳事件，如果 TnIO1 和 TnIO0 位元設定為高，不會產生捕捉

操作，但計數器繼續運行。TnCCLR、TnOC 和 TnPOL 位元在此模式中未使用。

HT66F0185 PTM 之捕捉輸入範例圖示


AN0434T V1.00 18/ 35 December 7, 2016

增強型 TM（ETM）

（以 HT66F50 為例）增強型 TM 包括 5 種工作模式，即比較匹配輸出、定時/事件計數器、

捕捉輸入、單脈衝輸出和 PWM 輸出模式。增強型 TM 也由外部輸入腳控制，並驅動三個或

四個外部輸出腳。通過設定TMnC1暫存器的TnAM1、TnAM0位元和TMnC2暫存器的TnBM1、

TnBM0 位元選擇任意模式。

ETM 操作

增強型 TM 核心是一個由用戶選擇的內部或外部時鐘源驅動的 10 位元向上/向下計數器，它

還包括三個內部比較器即比較器 A、比較器 B 和比較器 P。這三個比較器將計數器的值與

CCRA、CCRB 和 CCRP 暫存器中的值進行比較。CCRP 是 3 位元的，與計數器的高 3 位元比

較；而 CCRA 和 CCRB 是 10 位元的，與計數器的所有位元比較。

通過應用程式改變 10 位元計數器值的唯一方法，是使 TnON 位元發生上升緣跳變清除計數

器。此外計數器溢出或比較匹配也會自動清除計數器。上述條件發生時，通常情況會產生

TM 中斷信。增強型 TM 可工作在不同的模式，可由包括來自輸入腳的不同時鐘源驅動，也

可以控制輸出腳。所有工作模式的設定都是通過設定相關暫存器來實現的。

HT66F50 ETM 結構圖


AN0434T V1.00 19/ 35 December 7, 2016

HT66F50 ETM 之暫存器

比較匹配輸出

為使 TM 工作在此模式，TMnC1 暫存器的 TnAM1、TnAM0 位元和 TMnC2 暫存器的 TnBM1、

TnBM0 位元需要全部清零。當工作在該模式，一旦計數器使能並開始計數，有三種方法來

清零，分別是：計數器溢出、比較器 A 比較匹配發生和比較器 P 比較匹配發生。當 TnCCLR

位元為低，有兩種方法清除計數器。一種是比較器 P 比較匹配發生，另一種是 CCRP 所有

位元設定為零，並使得計數器溢出。此時，比較器 A 和比較器 P 的請求旗標 TnAF 和 TnPF

將分別置起。


此時，即使 CCRP 暫存器的值小於 CCRA 暫存器的值，僅 TnAF 中斷請求旗標產生。所以當

TnCCLR 為高時，不會產生 TnPF 中斷請求旗標。

正如該模式名所言，當比較匹配發生後，TM 輸出腳狀態改變。當比較器 A 或比較器 B 比

較匹配發生後 TnAF 或 TnBF 中斷請求旗標產生時，TM 輸出腳狀態改變。比較器 P 比較匹

配發生時產生的 TnPF 旗標不影響 TM 輸出腳。TM 輸出腳狀態改變方式由 ETM CCRA 的

TMnC1暫存器中TnAIO1和TnAIO0位元，ETM CCRB的TMnC2暫存器中的TnBIO1和TnBIO0

位元決定。當比較器 A 或比較器 B 比較匹配發生時，TnAIO1、TnAIO0 位元(對於 TPnA 引

腳)和 TnBIO1、TnBIO0 位元(對於 TPnB_0、TPnB_1、TPnB_2 引腳)決定 TM 輸出腳輸出高，

低或翻轉當前狀態。TM 輸出腳初始值，在 TnON 位元由低到高準位的變化後通過 TnAOC

或 TnBOC 位元設定。注意，若 TnAIO1、TnAIO0 和 TnBIO1、TnBIO0 位元同時為“0”時，

引腳輸出不變。其模式（CCRA 和 CCRB 分別在 TnCCLR=0/1 條件下）範例如下圖所示：


AN0434T V1.00 20/ 35 December 7, 2016

HT66F50 ETM 之 CCRA 比較匹配輸出模式 ( TnCCLR=0) 範例圖示


AN0434T V1.00 21/ 35 December 7, 2016

HT66F50 ETM 之 CCRB 比較匹配輸出模式 ( TnCCLR=0) 範例圖示


AN0434T V1.00 22/ 35 December 7, 2016

HT66F50 ETM 之 CCRA 比較匹配輸出模式 ( TnCCLR=1) 範例圖示


AN0434T V1.00 23/ 35 December 7, 2016

HT66F50 ETM 之 CCRB 比較匹配輸出模式 ( TnCCLR=1) 範例圖示

定時、計數器模式


TnBM0 位元需要全部設為高。定時/計數器模式與比較輸出模式操作方式相同，並產生同樣

的中斷請求旗標。不同的是，在定時/計數器模式下 TM 輸出腳未使用。因此，比較匹配輸

出模式中的描述和時序圖可以適用於此功能。該模式中未使用的 TM 輸出腳用作普通 I/O 腳

或其它功能。

PWM 輸出模式

為使 TM 工作在此模式，TnAM1、TnAM0 和 TnBM1、TnBM0 位元需要分別設定為“10”，

且 TnAIO1、TnAIO0 和 TnBIO1、TnBIO0 位元也需要分別設定為“10”。TM 的 PWM 功能

在馬達控制、加熱控制、照明控制等方面十分有用。給 TM 輸出腳提供一個頻率固定，但

占空比可調的信號，將產生一個有效值等於 DC 均方根的 AC 方波。由於 PWM 波形的週期

和占空比可調，其波形的選擇就極其靈活。在 PWM 模式中，TnCCLR 位元決定 PWM 週期

控制方式。當 TnCCLR 設為高，CCRA 暫存器控制 PWM 週期。在這種情況下，CCRB 暫存

器設定 PWM 的占空比 (針對 TPnB 輸出腳)。CCRP 暫存器和 TPnA 輸出腳未使用。PWM 輸

出只在 TPnB 輸出腳產生。當 TnCCLR 清零時，PWM 週期通過 CCRP 三位元中八個值之一

設定，並且是 128 的倍數。此時 CCRA 和 CCRB 暫存器設定不同占空比，在 TPnA 和 TPnB

引腳輸出兩個 PWM 波形。


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TnPWM1 和 TnPWM0 位元決定 PWM 的對齊方式，即邊緣或中心對齊方式。在邊緣對齊方

式中，當計數器清零時，產生 PWM 前緣信號。與此同時電流發生跳變，這在高功耗應用中

會出現問題。在中心對齊方式中，PWM 波形中心持續產生有效信號，因此可以減少電流跳

變引起的功耗問題。

當比較器 A、比較器 B 或比較器 P 比較匹配發生時，CCRA、CCRB 和 CCRP 中斷旗標分別

產生。TMnC1暫存器的 TnAOC 位元和 TMnC2暫存器的 TnBOC位元選擇 PWM 波形的極性，

TnAIO1、TnAIO0 和 TnBIO1、TnBIO0 位元使能 PWM 輸出或迫使 TM 輸出腳為高準位或低

準位。TnAPOL 和 TnBPOL 位元用來取反 PWM 輸出波形的極性。

若 fSYS=16MHz，TM 時鐘源選擇 fSYS/4，CCRP=100b，CCRA=128，CCRB=256。TP1APWM 輸

出頻率 = (fSYS/4)/512=fSYS/2048=7.8125kHz，duty=128/512=25%

TP1B_nPWM 輸出頻率 = (fSYS/4)/512=fSYS/2048=7.8125kHz，duty=256/512=50%

若由 CCRA 或 CCRB 暫存器定義的 Duty 值等於或大於 Period 值，PWM 輸出占空比為 100%。


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HT66F50 ETM 之 PWM 模式–邊緣對齊範例圖示（TnCCLR=0）


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HT66F50 ETM 之 PWM 模式–邊緣對齊範例圖示（TnCCLR=1）


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HT66F50 ETM 之 PWM 模式–中心對齊範例圖示（TnCCLR=0）


AN0434T V1.00 28/ 35 December 7, 2016

HT66F50 ETM 之 PWM 模式–中心對齊範例圖示（TnCCLR=1）

單脈衝模式

為使 TM 工作在此模式，TnAM1、TnAM0 和 TnBM1、TnBM0 位元需要分別設定為“10”，

並且相應的 TnAIO1、TnAIO0 和 TnBIO1、TnBIO0 需要分別設定為“11”。正如模式名所言，

單脈衝輸出模式，在 TM 輸出腳將產生一個脈衝輸出。

通過應用程式控制 TnON 位元，由低到高的轉變來觸發 TPnA 脈衝前緣輸出。通過應用程式

產生比較器 B 的比較匹配來觸發 TPnB 脈衝前緣輸出。而處於單脈衝模式時，TnON 位元可

在 TCKn 引腳發生有效邊緣跳轉時，自動由低轉變為高，進而開始 TPnA 單脈衝輸出。當

TnON 位元轉變為高準位時，計數器將開始運行，並產生 TPnA 脈衝前緣。當脈衝有效時 TnON

位元保持高準位。通過應用程式使 TnON 位元清零或比較器 A 比較匹配發生時，產生 TPnA

和 TPnB 的脈衝後緣。

而比較器 A 比較匹配發生時，會自動清除 TnON 位元，並產生 TPnA 和 TPnB 單脈衝輸出邊

緣跳變。CCRA 的值通過這種方式控制 TPnA 的脈衝寬度，CCRACCRB 的值控制 TPnB 的脈

衝寬度。比較器 A 和比較器 B 比較匹配發生時，也會產生 TM 中斷。TnON 位元在計數器重

啟時會發生由低到高的轉變，此時計數器才復位至零。在單脈衝模式中，CCRP 暫存器和

TnCCLR 位元未使用。


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HT66F50 ETM 之單脈衝產生示意圖


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HT66F50 ETM 之單脈衝輸出範例圖示


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輸入捕捉模式


TnBM0 位元需要分別設定為“01”。此模式使能外部信號捕捉，並保存內部計數器當前值，

因此被用於諸如脈衝寬度測量的應用中。TPnA 和 TPnB_0、TPnB_1、TPnB_2 引腳上的外部

信號，通過設定 TMnC1 暫存器的 TnAIO1、TnAIO0 位元和 TMnC2 暫存器的 TnBIO1、TnBIO0

位元選擇有效邊緣類型，即上升緣、下降緣或雙緣有效。通過應用程式將 TnON 位元由低

轉換為高時，計數器啟動。

當 TPnA 和 TPnB_0、TPnB_1、TPnB_2 引腳出現有效邊緣轉換時，計數器當前值被鎖存到

CCRA 和 CCRB 暫存器，並產生 TM 中斷。無論 TPnA 和 TPnB_0、TPnB_1、TPnB_2 引腳發

生哪種邊緣轉換，計數器繼續工作直到 TnON 位元發生下降緣跳變。當 CCRP 比較匹配發生

時計數器復位至零；CCRP 的值通過這種方式控制計數器的最大值。當比較器 PCCRP 比較

匹配發生時，也會產生 TM 中斷。記錄 CCRP 溢出中斷信號的值可以測量長脈寬。通過設定

TnAIO1、TnAIO0 位元和 TnBIO1、TnBIO0 位元選擇 TPnA 和 TPnB_0、TPnB_1、TPnB_2 引

腳為上升緣、下降緣或雙緣有效。如果 TnAIO1、TnAIO0 位元和 TnBIO1、TnBIO0 位元都設

定為“11”，無論 TPnA 和 TPnB_0、TPnB_1、TPnB_2 引腳發生哪種邊緣轉換，都不會產生

捕捉操作，但計數器將會繼續運行。

當 TPnA 和 TPnB_0、TPnB_1、TPnB_2 引腳與其它功能共用，TM 工作在輸入捕捉模式時需

多加註意。這是因為如果引腳被設為輸出，那麽該引腳上的任何準位轉變都可能執行輸入

捕捉操作。TnCCLR、TnAOC、TnBOC、TnAPOL 和 TnBPOL 位元在此模式中未使用。

HT66F50 ETM 之 CCRA 輸入捕捉範例圖示


AN0434T V1.00 32/ 35 December 7, 2016

HT66F50 ETM 之 CCRB 輸入捕捉範例圖示

TimeBase

以 HT66F0185 為例，時基中斷提供一個固定週期的中斷信號，由各自的定時器功能產生溢

出信號控制。當各自的中斷請求旗標 TB0F 或 TB1F 被置位時，中斷請求發生。當總中斷使

能位元 EMI 和時基使能位元 TB0E 或 TB1E 被置位，允許程式跳轉到各自的中斷向量地址。

當中斷使能，堆棧未滿且時基溢出時，將調用它們各自的中斷向量副程式。當響應中斷服

務副程式時，相應的中斷請求旗標 TBnF 會自動復位且 EMI 位元會被清零以除能其它中斷。

時基中斷的目的是提供一個固定週期的中斷信號。其時鐘源來自內部時鐘源 fTB。fTB輸入時

鐘首先經過分頻器，分頻率由程式設定 TBC 暫存器相關位元獲取合適的分頻值，以提供更

長的時基中斷週期。不同來源的時鐘源 fTB依次控制時基中斷週期

HT66F0185 之時基中斷非結構圖


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軟體說明

S/W Flowchart

開始

系統初始化

數據接收成功？（rx_flag=1?）

關中斷發送接收到的數據

開外部中斷rx_flag=0

數據接收失敗？（b_fail=1?）

開外部中斷重新等待接收數據

b_fail=0

N

Y

N

Y

Timer中斷

b52us++

Rx==0&&count==0?

Rx==1&&count==0?

b52_us==2&&b_fail==0?

b52us=0

count>=1&&count


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程式説明

HOLTEK HT8 MCU 共有 3 個範例程式。CTM 比較匹配輸出、PWM 輸出、定時器功能選用

HT66F0185 為例。

3 個範例程式分別實現以下功能：開機延遲、初始化後分別實現產生不同頻率的 Buzzer 信

號 (Compare match output mode)、產生紅外線遙控器載波信號 (PWM mode)、使用 TM 完成軟

體 UART 功能 (Timer mode)。

程式範例

1. 使用 CTM 之 PWM 功能輸出紅外線遙控器載波。

38kHz_PWM.rar

2. 使用 CTM 之比較匹配輸出產生不同頻率的 Buzzer 信號。

buzzer_compare match.rar 3. 使用 CTM 之定時器完成軟體 UART 功能。

uart_counter.rar

結論

本文通過總結歸納了 TIMER 的一些使用注意事項和使用技巧，結合程式範例幫助使用者能

夠更靈活的運用 TIMER 的功能。

版本及修改資訊

Date 日期 Author 作者 Issue 發行、修訂說明

2016.06.01 洪凱迪 First Version

參考資料

參考文件 HT66F0185、HT66F50 DataSheet。

如需進一步瞭解，敬請瀏覽 Holtek 官方網站 http://www.holtek.com.tw/home。

http://www.holtek.com.tw/home


AN0434T V1.00 35/ 35 December 7, 2016

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