实验四定时器中断实验.doc

实验四定时器中断实验一：实验目的1.熟悉定时器初始化的步骤；2.熟悉定时器控制寄存器（TCR）的含义和使用；3.熟悉定时器的原理和应用。二：实验内容本实验要求编写一个简单的定时器中断程序，设置一定的周期控制与XF引脚相连的LCD指示灯。当定时器中断产生时可以观察到LCD周期性闪烁。三：实验原理1.定时器SRESET.C54xx系列的DSP都具有一个或两个预定标的片内定时器，这种定时器是一个倒数定时器，它可以被特定的状态位实现停止、重启动、重设置或禁止。定时器在复位后就处于运行状态，为了降低功耗可以禁止定时器工作。应用中可以用定时器来产生周期性的CPU中断或脉冲输出。定时器的功能方框图如图9.1所示，其中有一个主计数器（TIM）和一个预定标计数器（PSC）。TIM用于重装载周期寄存器PRD的值，PSC用于重装载周期寄存器TDDR的值。图5.1中有一个 信号，是在器件复位时，DSP向外围电路（包括定时器）发送的一个信号，此信号将在定时器上产生以下效果：寄存器TIM和PRD装载最大值（0FFFFH）；TCR的所有位清0；结果是分频值为0，定时器启动，TCR的FREE和SOFT为0。TSSCPU时钟TRBRESET1PRDTIM错位值TDDRPSC错位值11TINTTOUT图5.1定时器的功能方框图定时器实际上是有20bit的周期寄存器。它对CLKOUT信号计数，先将PSC（TCR中的D6D9位）减1，直至PSC为0，然后把TDDR（TCR中的低4位）重新装载入PSC，同时将TIM减1，直到TIM减为0。这时CPU发出TINT中断，同时在TOUT引脚输出一个脉冲信号，脉冲宽度与CLKOUT一致，然后将PRD重新装入TIM，重复TSS下去直到系统或定时器复位。定时器产生中断的计算公式如下：1tc1TDDR+11PRD+1TINT的频率 (其中tc为 CLKOUT的周期)定时器由三个寄存器组成：TIM、PRD、TCR。TIM：定时器寄存器，用于装载周期寄存器值并自减1。PRD：周期寄存器，用于装载定时器寄存器。TCR：定时器控制寄存器，包含定时器的控制状态位。定时器是一个片内减计数器，用于周期地产生CPU中断。定时器被预定标计数器所触发，后者每个CPU时钟周期减1，当计数器减至0时，会产生一个定时器中断，同时在下一周期计数器被定时周期值重新装载。在正常操作模式下，当TIM自减至0时，TIM将被PRD内的数值重装载。在硬件复位或定时器单独复位（TCR中TRB位置1）的情况下，主定时器模块输出的是定时器中断（TINT）信号。该中断被发送至CPU，同时由TOUT引脚输出。TOUT脉冲的宽度等于CLKOUT的时钟宽度。预定标模块由两个类似TIM和PRD的单元构成。它们是预定标计数器（PSC）和定时器分频寄存器（TDDR）。PSC、TDDR是RCR寄存器的字段。在正常操作时PSC自减为0，TDDR值装入PSC，同样在硬件复位或定时器单独复位的情况下，TDDR也被装入PSC。PSC被CPU时钟定时，即每个CPU时钟使PSC自减1。PSC可被TCR读取，但不能直接写入。当TSS置位时，定时器停止工作。若不需要定时器，终止定时操作，可使芯片工作在低功耗模式，并且可以使用与定时器相关的两个寄存器（TIM和PRD）作为通用的存储器单元，可以在任意周期对它们进行读或写操作。TIM的当前值可被读取，PSC也可以通过TCR读取。因为读取这两个存储器需要两个指令，而在两次读取之间因为自减，数值可能改变，因此，PSC两次读的结果可能有差别，不够准确。若要准确测量时序，在读这两个寄存器值之前可先中止定时器，对TSS置1和清0后，可重新开始定时。通过TOUT信号或中断，定时器可以用于产生周边设备的采样时钟，如模拟接口。对于有多个定时器的DSP，由寄存器GPIOCR中的第15位控制使用某一个定时器产生的TOUT信号。2.定时器初始化（1）定时器初始化步骤TCR的TSS位写1，定时器停止工作；装载TRD；初始化TCR中的TDDR，并对TCR中的TSS置0，对TRB置1来重装载定时器周期。（2）初始化定时器中断方法（INTM1）FIR中的TINT写1，以清除挂起的定时器中断；IMR中的TINT置1，启动定时器中断；启动全部中断，INTM置0；在重启（RESET）后，TIM和PRD被设置为最大值（FFFFH），TCR中的TDDR置0。（3）定时控制寄存器（TCR）TCR为一个映射到片内的16位寄存器，它可以控制：定时器的工作方式；设定预定标计数器中的当前数值；启动或停止定时器；重新装载定时器；设置定时器的分频值。TCR的位描述如图5.215121110965430ReservedSOFTFREEPSCTRBTSSTDDR图5.2TCR位描述第1512位Reserved：保留位，总为0。第1110位SOFT、FREE：特殊的仿真位。高级语言调试程序中出现一个断点时，该仿真位决定定时器的状态。如果FREE位设为1，则当遇到一个断点时，定时器继续运行（即自由运行），在这种情况下，SOFT被忽略。但是，如果FREE为0，则SOFT有效。在此情况下，如果SOFT0，则定时器停止，下一次TIM的值递减；如果SOFT1，则当TIM减到0，定时器停止工作。第96位PSC：定时器预定标计数器。这4位用来保存定时器的当前预定标计数器。每个CLKOUT周期内，若PSC值大于0，PSC减1，在PSC减到0后的下个CLKOUT周期内，装载TDDR的内容，并且TIM减1。每当软件设置了定时器重载位（TRB）时，PSC也被重新装载。可通过TCE检测PSC，但PSC不能直接设置，PSC值必须从TDDR中提取。复位时，PSC设为0。第5位TRB：定时器重载位。当TRB写入1时，TIM装载PRD中的值，并且PSC装载TDDR中的值。TRB位总被读为0。第4位TSS：定时器停止状态位。TSS停止或重新启动定时器。复位时，TSS清零，并且立即启动定时器。TSS0，启动或重新启动定时器；TSS1，停止定时。注意，此位为只读位，读出的值永远为0。第30位TDDR：定时器分频比寄存器。每经过（TDDR1）个CLKOUT周期，TIM减1。复位时，TDDR位清0。如果想通过一个整数因子增加总的定时计数值，则将整数因子减1后写入这4位。当PCS值为0时，在随后的一个CLKOUT周期内，TDDR内容将被重新装入PSC，并且TIM减1。每当TRB重载入时，TDDR也将被PSC重新装载。3：定时器应用：C54x定时器所能计计时的长度可通过公式Tx(TDDR+1)(PRD+1)来计算，其中，TDDR最大值为0FH，PDR最大值为0FFFFH，所以能计时的最长长度为T1048576，由所采用的机器周期T决定，例如f4MHz,T=250，则最长定时时间为：Tmax=2501048576=262.144(ms)例如若需要更长的计时时间，则可以在中断程序中设计一个计数器。设计一个周期为40s的方波，可将定时器设置为100ms，程序计数器设为200，当计数200100ms=20s时输出取值一次，可形成所要求的波形。四：实验步骤本实验的步骤为：（1）连接好实验板，选择相应的CCS运行环境。（2）新建工程，添加TIME文件及其配制文件，用编译链接工具条对文件进行编译链接，如果编译链接错误提示为“0Errors”，则把.out文件下载到目标板，然后再单击图6.3中的运行工具运行程序，这时可以看到目标板上和XF引脚的LED在周期性闪烁。（3）选择菜单ViewCPU RegistersCPU Registers命令，可以观察到累加器A在不断加1，如图5.3所示。 图5.3 CPU 寄存器（4） 参考程序如下； .mmregs .global mainint ktcr .set 0029hktcrstop .set 0010h；TCR 定时器控制寄存器各位含义如下：；RES SOFT FREE PSC TRB TSS TDDR；00000 0 0000 1 0 （TSS=1时停止定时） 1001；*定时器参数定义*Tim0 .set 24h ;timer0 registerPrd0 .set 25h ; timer0 period counter Tcr0 .set 26h ; timer0 control registerperiod .set 99 ;定时器周期;* .sect vectors；*中断向量表*vector: b mainint nop nop nmi: rete nop nop nopsint17: rete nop nop nopsint18: rete nop nop nopsint19: rete nop nop nopsint20: rete nop nop nopsint21: rete nop nop nopsint22: rete nop nop nopsint23: rete nop nop nopsint24: rete nop nop nopsint25: rete nop nop nopsint26: rete nop nop nopsint27: rete nop nop nopsint28: rete nop nop nopsint29: rete nop nop nopsint30: rete nop nop nopint0: rete nop nop nopint1: rete nop nop nopint2: rete nop nop nop b tint0 nop nopbrint0: rete nop nop nopbxint0: rete nop nop noptrint: rete nop nop noptxint: rete nop nop nopint3: rete nop nop nophpint: rete nop nop nopq26: .word 0ff80h .word 0,0,0q27: .word 0ff80h .word 0,0,0 q28: .word 0ff80h .word 0,0,0q29: .word 0ff80h .word 0,0,0q30: .word 0ff80h .word 0,0,0q31: .word 0ff80h .word 0,0,0；* .textmainint: stm #203FH,PMST ；从定位中断向量表到2000H处 ssbx intm ；关中断 ssbx sxm ssbx frct ；允许小数乘法 ld #0,dp stm #0008h,imr ；允许定时器0中断；*；允许定时器0中断，IMR 寄存器各位含义如下：；RES DMAC5 DMAC4 BXINT1 BRINT1 HINT INT3 TINT DMAC0 BXINT0 BRINT0 TINT0 INT2 INT1 INT0；00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0；* stm #ktcrstop,tcr ；停止定时 stm #period,tim ；设定定时器寄存器 stm #period,prd ；设定定时器周期寄存器 stm #ktcr,tcr ；启动定时器 stm #0008h,imr ；允许TIMER0中断 stm #0ffffh,ifr ；清中断 rsbx intm ；开中断wait: nop ；循环，等中断 b wait；*定时器中断程序*；*tint0: add #1,A ；A寄存器加1操作 stm #20,*ar2 stm #20,*ar1aa: ssbx xf ；XF引脚置高，LCD亮 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 banz aa,*ar1-bb: rsbx xf ；XF引脚置低，LCD灭 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 rpt #8000 ；重复8001次 nop ；等待 banz bb ,*ar2- rete ；中断返回.end配置文件如下：time.obj-otime.out-mtime.map-emainintMEMORYPAGE0:EPROM:org=2000h,len=1000hPAGE1:SPRAM:org=0060h,len=100hSECTIONS vectors:EPROMPAGE0.text:EPROMPAGE0 五：实验报告要求：1. 运行源程序，观察实验结果，看到XF引脚的LED周期性地变化，修改定时器参数，改变LED闪烁周期。2. 自编汇编程序，要求，每一次进入定时器中断，XF引脚取反一次（提示：设置标志FLAG，当XF1时，FLAG1，当XF0时，FLAG0）。3. 深入体会中断矢量空间的可移值性。4. 汇编程序中：.space.4166的含义是什么，若不用.space. 4166,可用什么语句代替。