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[導(dǎo)讀]s3c2440芯片中一共有5個16位的定時器,其中有4個定時器(定時器0~定時器3)具有脈寬調(diào)制功能,即他們都有個輸出引腳,可以通過定時器來控制引腳周期性的高低電平變化,定時器4沒有輸出引腳。上次脫機運行PWM測試程序?qū)?

s3c2440芯片中一共有5個16位的定時器,其中有4個定時器(定時器0~定時器3)具有脈寬調(diào)制功能,即他們都有個輸出引腳,可以通過定時器來控制引腳周期性的高低電平變化,定時器4沒有輸出引腳。上次脫機運行PWM測試程序?qū)嶒灥臅r候就用到了這塊,所以這次將PWM和定時器放在一起來學(xué)習(xí)。



定時器部件的時鐘源為PCLK,首先通過兩個8位預(yù)分頻器降低頻率,定時器0和1共用第一個預(yù)分頻器,2,3,4共用第二個預(yù)分頻器。

預(yù)分頻器輸出接入第二級分頻器,可以生成5種分頻信號(1/2,1/4,1/8,1/16,TCLK),其中8位預(yù)分頻器是可編程,根據(jù)裝載值來分頻PCLK,值儲存在TCFG0和TCFG1中。


定時器內(nèi)部控制邏輯工作流程如下:


1.程序初始,先設(shè)置TCMPBn、TCNTBn這兩個寄存器,分別表示定時器n的比較值和初始計數(shù)值。



2.然后設(shè)置TCON寄存器啟動定時器n,這時TCMPBn、TCNTBn值將被裝入內(nèi)部寄存器TCMPn、TCNTn。在定時器n的工作頻率下,TCNTn開始減1計數(shù),其值可以通過讀取TCNTOn得知。


3.當(dāng)TCNTn值等于TCMPn值的時候,定時器n的輸出管腳TOUTn反轉(zhuǎn);TCNTn繼續(xù)減1計數(shù)。


4.當(dāng)TCNTn值為0,輸出管腳TOUTn再次反轉(zhuǎn),并觸發(fā)定時器n中斷(中斷使能)。


5.當(dāng)TCNTn值為0,如果在TCON寄存器中將定時器n設(shè)為自動加載,則TCMPBn、TCNTBn值將被自動裝入內(nèi)部寄存器TCMPn、TCNTn中,進入下一個計數(shù)流程。



定時器n的輸出管腳TOUTn初始狀態(tài)為高電平,然后會兩次反轉(zhuǎn),

也可以通過TCON寄存器設(shè)定其初始電平,這樣輸出就完全反相了。

通過設(shè)置TCMPBn、TCNTBn可以設(shè)置TOUTn輸出信號的占空比,這樣就是所謂的PWM。這里PWM的原理就不做介紹了。


下面介紹定時器的幾種重要寄存器,每一種我們都以定時器0為例。


TCFG0寄存器

[7:0],[15:8]各8位分別被用于控制預(yù)分頻器0,1,值為0~255。經(jīng)過預(yù)分頻器出來的時鐘頻率為:PCLK/(prescaler+1)。


TCFG1寄存器

經(jīng)過預(yù)分頻器得到的時鐘將進入2次分頻,這個寄存器就是設(shè)置2次分頻系數(shù)的。這樣定時器的工作頻率為:PCLK/(prescaler+1)/(divider value),其中prescaler=0~255,divider value=2,4,6,8。


TCFG0和TCFG1這兩個寄存器來配置定時器的頻率,即要確定TCNTOn每遞減一個數(shù)所需要的時間,它們之間是倒數(shù)的關(guān)系。具體的計算公式為:


定時器輸出時鐘頻率=PCLK ÷ (prescaler+1) ÷ divider

其中prescaler值由TCFG0決定,divider值由TCFG1決定,而prescaler只能取0~255之間的整數(shù),divider只能取2、4、8和16。比如已知PCLK為50MHz,而我們想得到某一定時器的輸出時鐘頻率為25kHz,則依據(jù)公式可以使prescaler等于249,divider等于8。有了這個輸出時鐘頻率,理論上我們通過設(shè)置寄存器TCNTBn就可以得到任意與0.04毫秒(1÷25000×1000)成整數(shù)倍關(guān)系的時間間隔了。例如我們想要得到1秒鐘的延時,則使TCNTBn為25000(1000÷0.04)即可。

TCON寄存器

TCON寄存器位[3:0]、[11:8]、[15:12]、[19:16]、[22:20]分別用于定時器0~4,位[4]為死區(qū)使能位,[7:5]為保留位。除了定時器4沒有輸出反轉(zhuǎn)位外,其他位功能相似,這里以定時器0為例加以說明。位[0]開啟停止位:0停止定時器,1開始定時器。[1]手動更新位:0無用,1將TCNTBn/TCMPBn寄存器的值裝入內(nèi)部寄存器TCNTnTCMPn中。[2]輸出反轉(zhuǎn):0不反轉(zhuǎn),1反轉(zhuǎn)。[3]自動加載:0不自動加載,1自動加載。


TCNTBn/TCMPBn寄存器


TCNTOn寄存器


下面就具體介紹如何實現(xiàn)PWM功能。


1、PWM是通過引腳TOUT0~TOUT3輸出的,而這4個引腳是與GPB0~GPB3復(fù)用的,因此要實現(xiàn)PWM功能首先要把相應(yīng)的引腳配置成TOUT輸出。


2、再設(shè)置定時器的輸出時鐘頻率,它是以PCLK為基準(zhǔn),再除以用寄存器TCFG0配置的prescaler參數(shù),和用寄存器TCFG1配置的divider參數(shù)。


3、然后設(shè)置脈沖的具體寬度,它的基本原理是通過寄存器TCNTBn來對寄存器TCNTn(內(nèi)部寄存器)進行配置計數(shù),TCNTn是遞減的,如果減到零,則它又會重新裝載TCNTBn里的數(shù),重新開始計數(shù),而寄存器TCMPBn作為比較寄存器與計數(shù)值進行比較,當(dāng)TCNTn等于TCMPBn時,TOUTn輸出的電平會翻轉(zhuǎn),而當(dāng)TCNTn減為零時,電平會又翻轉(zhuǎn)過來,就這樣周而復(fù)始。因此這一步的關(guān)鍵是設(shè)置寄存器TCNTBn和TCMPBn,前者可以確定一個計數(shù)周期的時間長度,而后者可以確定方波的占空比。由于s3c2440的定時器具有雙緩存,因此可以在定時器運行的狀態(tài)下,改變這兩個寄存器的值,它會在下個周期開始有效。


4、最后就是對PWM的控制,它是通過寄存器TCON來實現(xiàn)的,當(dāng)不想計數(shù)了,可以使自動重載無效,這樣在TCNTn減為零后,不會有新的數(shù)加載給它,那么TOUTn輸出會始終保持一個電平(輸出反轉(zhuǎn)位為0時,是高電平輸出;輸出反轉(zhuǎn)位為1時,是低電平輸出),這樣就沒有PWM功能了,因此這一位可以用于停止PWM。






S3C2440 定時器總結(jié):



定時器0配置步驟:(其他的也類似)


1.配置TCFG0,第一級分頻系數(shù)

2.配置TCFG1,第二級分頻系數(shù)

3.配置TCNTB0,定時器計數(shù)初始值

4.配置TCON0,啟動定時器和更新定時器計數(shù)值

如果有中斷:

5.向中斷向量表timer0安裝中斷服務(wù)函數(shù)

6.使能定時器中斷,INTMSK


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