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摘  要:本文簡要介紹了S3C2410嵌入式微處理器,分析了RTC(Real-time clock)硬件構(gòu)架及其工作機理,在此基礎(chǔ)上給出了RTC模塊的應(yīng)用功能開發(fā)流程及各功能模塊的實現(xiàn)。
關(guān)鍵詞:S3C2410;RTC

引言
  本文在介紹S3C2410的基礎(chǔ)上,對RTC內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作機理進行了分析,最后給出了專用于RTC功能的應(yīng)用開發(fā)。

硬件結(jié)構(gòu)
S3C2410處理器簡介
  S3C2410是三星公司推出的16/32位RISC微處理器,它是為應(yīng)用于小型掌上設(shè)備和高性價比、低功耗、高性能的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用而提供的微控制解決方案。S3C2410使用了ARM920T內(nèi)核。



圖1 S3C2410內(nèi)部RTC模塊結(jié)構(gòu)圖

硬件構(gòu)架
  RTC模塊能夠在系統(tǒng)斷電的情況下由后備電池供電繼續(xù)工作,它能將8位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為BCD碼的格式傳送給CPU。這些數(shù)據(jù)包括秒、分、時、日期、星期、月、年。RTC模塊需要一個外部晶振提供32.768kHz的頻率才能工作,它也能完成報警功能。

  S3C2410內(nèi)部RTC模塊結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。XTlrtc 與Xtortc是連接外部晶振的兩個引腳,它們連接32.768kHz的晶振,為RTC內(nèi)部提供頻率輸入。215時鐘分頻器負責(zé)對從晶振外部輸入的信號進行分頻,分頻精度為215。時鐘滴答發(fā)生器可以產(chǎn)生時鐘滴答,它可以引起中斷,它由一個叫做TICNT的寄存器進行設(shè)置,寄存器中有一位中斷使能位和計數(shù)數(shù)值n(n可取1~127),時鐘滴答的周期按照下式計算:
周期=(n+1)/128 秒          (1)

  閏年發(fā)生器按照從日期、月、年得來的BCD數(shù)據(jù)決定一個月的最后一天是28、29、30還是31號(也就是計算是否是閏年)。報警發(fā)生器可以根據(jù)具體的時間決定是否報警。控制寄存器控制讀/寫B(tài)CD寄存器的使能、時鐘復(fù)位、時鐘選擇等。重置寄存器可以選擇“秒”對“分”進位的邊界,提供三個可選邊界:30、40或者50秒。

  RTC最重要的功能就是顯示時間。在掉電模式下,RTC依然能夠正常工作,此時,RTC模塊通過外部的電池工作。電池一般選用能夠提供1.8V電壓的銀芯電池,電池與專用于RTC電源的引腳RTCVDD連接。RTC時間顯示功能是通過讀/寫寄存器實現(xiàn)的。要顯示秒、分、時、日期、月、年,CPU必須讀取存于BCDSEC,BCDMIN,BCDHOUR,BCDDAY,BCDDATE, BCDMON與BCDYEAR寄存器中的值。時間的設(shè)置也是通過以上的寄存器實現(xiàn)的,即以上寄存器是可讀可寫的。



圖2 RTC應(yīng)用開發(fā)流程圖

程序設(shè)計
  本設(shè)計基于S3C2410嵌入式開發(fā)平臺,并結(jié)合PC的超級終端完成RTC模塊的初始化、時間顯示(顯示于超級終端)、時間設(shè)置、重置測試、報警測試、時鐘滴答測試等功能。其程序開發(fā)流程如圖2所示。為了完成以上功能,需要前期的一些初始化工作。

硬件初始化
  RTC模塊不是孤立的,它是S3C2410的一個內(nèi)部模塊,要對其編程,必須完成對基于S3C2410的嵌入式系統(tǒng)的初始化。初始化工作包括對S3C2410和串口的初始化以及一些輔助函數(shù)的實現(xiàn)。

  S3C2410的初始化工作包括程序入口點定義、中斷矢量的確定、堆棧的初始化、電源管理(包括掉電與重啟處理)、S3C2410各模塊的寄存器地址定義及其初始化,以上初始化工作與硬件緊密相關(guān),采用32位的ARM/Thumb指令集進行編程。
本設(shè)計使用PC機的超級終端作為人機接口,完成RTC模塊的調(diào)試、時間顯示及命令選擇。因此,在RTC模塊功能設(shè)計之前要完成對串行口的初始化。串口的初始化由設(shè)置PCLK(CPU系統(tǒng)時鐘)、波特率設(shè)置、控制寄存器設(shè)置等幾部分完成。這部分程序與硬件相關(guān)性不是特別緊密,可以用嵌入式C語言完成。在進行人機接口交互時,需要從超級終端輸入/輸出一些信息。

功能設(shè)計
  完成初始化工作之后,進行RTC模塊的功能應(yīng)用開發(fā)。功能應(yīng)用按照自頂向下的程序設(shè)計思路,可以分為不同的功能模塊來分別實現(xiàn)。這些功能模塊由具體的函數(shù)實現(xiàn),在編寫main()函數(shù)時,可以按完成功能的不同,分別調(diào)用不同的子函數(shù)。下面介紹各功能模塊子函數(shù)的實現(xiàn)。
 
  RTC模塊初始化由函數(shù)Rtc_Init()實現(xiàn)。函數(shù)主要實現(xiàn)BCD數(shù)據(jù)的初始化,當其它函數(shù)讀取初始化時間時,可以調(diào)用此函數(shù)。
 
  時間設(shè)置功能由函數(shù)Rtc_TimeSet()實現(xiàn)。該函數(shù)調(diào)用Uart_GetIntNum()函數(shù)從超級終端讀入整型數(shù)字,由用戶完成對當前時間的修改。
 
  重置測試功能由函數(shù)RndRst_Rtc()實現(xiàn)。該函數(shù)通過對Rtc_TimeSet()的調(diào)用完成用戶的當前時間設(shè)置,然后通過修改RTCRST寄存器,實現(xiàn)重置邊界的修改,繼而通過對Uart_Printf()函數(shù)的調(diào)用,輸出時間顯示。用戶可以觀察重置后的時間,以測試重置功能。
 
   報警測試功能由函數(shù)Test_Rtc_Alarm()實現(xiàn)。該函數(shù)完成RTC初始化,清除RTC模塊的中斷屏蔽位,產(chǎn)生報警,然后設(shè)置中斷屏蔽位,關(guān)閉中斷。
 
  時鐘滴答測試功能由函數(shù)Test_Rtc_Tick()實現(xiàn)。通過寄存器RTICNT設(shè)置時鐘滴答周期,通過調(diào)用Uart_Printf()輸出時鐘滴答具體值。
 
  報警中斷開與時鐘滴答中斷開完成相應(yīng)中斷狀態(tài)位和中斷掛起位開中斷的功能。相應(yīng)的功能可以查看S3C2410的中斷模塊。
 
  顯示時間功能由函數(shù)Display_Rtc()完成。

結(jié)語
  本文給出了RTC模塊的基本功能設(shè)計,還可以進一步開發(fā)如時鐘界面等,以完善其功能,適應(yīng)多種嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的要求。

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