嵌入式系统开发与应用-4-定时器市公开课一等奖省赛课获奖PPT课件.pptx

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,第4讲s3c2410中定时器,孙成富,第1页,主要内容,概述,结构,存放器,应用举例,第2页,第3页,一、概 述,1、S3C2410X定时器主要特征,5个16位定时器；,2个8位预分频器和2个4位分频器；,可编程PWM输出占空比；,含有初值自动重装连续输出模式和单脉冲输出模式；,含有死区生成器。,S3C2410有5个16位定时器,，定时器03含有PWM（脉宽调制）功效。定时器4是一个内部定时器，没有输出引脚，供内部使用。定时器0有死区产生器，通惯用于大电流设备控制。,有2个8位预分频器和2个4位分频器,。定时器0 和定时器1 分享同一个8 位预分频器和分频器，定时器2、3、4 分享另一个预分频器和分频器，分频器有1/2、1/4、1/8、1/16这4种分频值。定时器从分频器接收自己时钟信号，时钟分频器从对应预分频器接收时钟信号。,第4页,2、PWM（脉宽调制）概念,PWM（脉宽调制）：,就是只对一方波序列信号占空比按照要求进行调制，而不改变方波信号其它参数，即不改变幅度和周期，所以脉宽调制信号产生和传输，都是数字式。,用脉宽调制技术能够实现模拟信号：,假如调制信号频率远远大于信号接收者分辨率，则接收者取得是信号平均效果，不能感知数字信号0和1，其信号大小平均值与信号占空比相关，信号占空比越大，平均信号越强，其平均值与占空比成正比。只要带宽足够（频率足够高或周期足够短），任何模拟信号都能够使用PWM 来实现。,PWM技术应用：,借助于微处理器，使用脉宽调制方法实现模拟信号是一个非常有效技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换许多领域中。,第5页,二、结构与工作原理,1、定时器结构,（1）时钟控制：,系统为每个定时器设置有：预分频器、分频器。,（2）定时器组成（5部分）：,减法计数器、初值存放器、比较存放器、观察存放器、控制逻辑等部分组成。,第6页,定时器结构图,预分频器,8位,分频器,1/2,1/4,1/8,1/16,TCLK0/1,计数器,观,察,寄,存,器,比较存放器,PCLK,五,选,一,开,关,初,值寄,存,器,控,制,逻,辑,TOUT,中止,第7页,2、工作原理,（1）定时器工作过程,装入初值、开启计数，计数结束产生中止请求，而且能够重装初值连续计数。以下列图所表示。,第8页,（2）初值自动重装、手动装载和双缓冲,初值自动重装功效：,5个定时器都含有此功效。当计数器中值减到0后，若设置了自动重装功效，则在下一计数周期开始前将初值装入计数器重新计数。,初值手动装载功效：,在开启计数前，必须使用手动装载功效将初值装入计数器，而初值自动重装仅是一次计数结束后重新装入初值。,双缓冲功效：,假如定时器正在工作，此时写入新数据到TCNTBn、或者到TCMPBn，该写入数据不影响此次定时器操作。当定时器抵达0后下一次运行定时器时，新写入TCNTBn、或者TCMPBn才生效。,第9页,（3）PWM输出,存放器TCMPB作用：当计数器TCNT中值减到与TCMPB值相同时，TOUT输出值取反。,改变TCMPB值，便改变了输出方波占空比,。,TOUT输出能够设置为反相输出，以下列图所表示。,第10页,第11页,（4）死区产生器,死区概念：是一小段时间间隔，在这个时间间隔内，禁止两个开关同时处于开启状态。死区是在功率设备控制中常采取一个技术，预防两个开关同时打开起反作用。,S3C2410timer0含有死区发生器功效，可用于控制大功率设备。,第12页,死区发生器开启前后输出波形对比,第13页,（5DMA请求模式,S3C2410中定时器DMA功效：,系统中5个定时器都有DMA请求功效，不过在同一时刻只能设置一个使用DMA功效，经过设置其DMA模式位来实现。,DMA请求过程：,定时器能够在任意时间产生DMA请求，而且保持DMA请求信号（nDMA_REQ）为低直到定时器收到ACK信号。当定时器收到ACK信号时，它使请求信号变得无效。,DMA请求与中止关系：,假如一个定时器被配置为DMA模式，该定时器不会产生中止请求了。其它定时器会正常产生中止。,第14页,3、计数时钟和输出计算,1）定时器输入时钟频率,f,T,clk,（即计数时钟频率）,：,f,T,clk,=,f,pclk,(Prescaler+1),分频值,式中：Prescaler，预分频值，0-255；分频值为1/2、1/4、1/8、1/16。,2）PWM输出时钟频率：,PWM输出时钟频率=,f,T,clk,TCNTBn,3）PWM输出信号占空比,（即高电平连续时间所占信号周期百分比）,：,PWM输出信号占空比=TCMPBn,TCNTBn,第15页,定时器最大、最小输出周期,设PCLK频率为50MHz，经过预分频和分频器后，送给定时器可能计数时钟频率由表4-7-1给出。,第16页,表4-7-1 定时器最大、最小输出周期,分频值,最小输出周期,(预分频器=0、,TCNTBn=1),最大输出周期,(预分频器=255、,TCNTBn=65535),最小输出周期,(预分频器=0、,TCNTBn=65535),最小输出周期,(预分频器=0、,TCNTBn=255),1/2,25.00MHz(0.04,s),0.6710s,381Hz,97656,1/4,12.50MHz(0.08,s),1.3421s,191Hz,48828,1/8,6.250MHz(0.16,s),2.6843s,95Hz,24414,1/16,3.125MHz(0.32,s),5.3686s,48Hz,12207,第17页,三、定时器专用存放器,共有6种、17个存放器,TCNTBn-Timern计数初值存放器（计数缓冲存放器），16位,TCMPBn-Timern,比较存放器（比较缓,冲存放器,），,16位,TCNTOn-,Timern计数读出存放器，16位,Register,Address,R/W,Description,Reset Value,TCFG0,0 x51000000,R/W,配置存放器 0,0 x00000000,TCFG1,0 x51000004,R/W,配置存放器 1,0 x00000000,TCON,0 x51000008,R/W,控制存放器,0 x00000000,TCNTBn,0 x510000 xx,R/W,计数初值存放器(5个),0 x0000,TCMPBn,0 x510000 xx,R/W,比较存放器(4个)0 x0000,TCNTOn,0 x510000 xx,R,观察存放器(5个),0 x0000,第18页,Dead zone length-死区宽度设置位,其值N为：0255，以timer0定时时间为单位,死区宽度为：（N+1）,timer0定时时间,Prescaler1-timer2、3、4预分频值,其值N为：0255,输出频率为：PCLK,（N+1）,Prescaler0-timer0、1预分频值,其值N为：0255,输出频率为：PCLK,（N+1）,1、TCFG0-预分频器配置存放器,31,24,23,16,15,8,7,0,保留（为0）,Dead zone length,Prescaler1,Prescaler0,第19页,2、TCFG1-DMA模式与分频选择存放器,DMA mode-DMA通道选择设置位,0000：不使用DMA方式，全部通道都用中止方式,0001：选择timer00010,：,选择timer1,0011：选择timer20100,：,选择timer3,0101：选择timer4011X,：,保留,MUX4 MUX0-timer4timer0,分频值选择,0000：1/20001：1/40010,：,1/8 0011：1/16,01XX：选择外部TCLK0、1（对timer0、1是选TCLK0，对timer4、3、2是选TCLK1）,31 24,23 201916,1512,118,7 4,3 0,保留（为0）,DMA mode,MUX4,MUX3,MUX2,MUX1,MUX0,第20页,TL4TL0-计数初值自动重装控制位,0：单次计数,1：计数器值减到0时，自动重新装入初值连续计数。,TUP4TUP0-计数初值手动装载控制位。,0：不操作1：马上将TCNTBn中计数初值装载到计数存放器TCNTn中。,说明：,假如没有执行手动装载初值，则计数器开启时无初值。,12,11,10,9,8,75,4,3,2,1,0,TR2,TL1,TO1,TUP1,TR1,保留,DZE,TL0,TO0,TUP0,TR0,3、TCON-定时器控制存放器,31,2322,21,20,19,18,17,16,15,14,13,保留,TL4,TUP4,TR4,TL3,TO3,TUP3,TR3,TL2,TO2,TUP2,第21页,TR4TR0-TIMER4TIMER0运行控制位,0：停顿1：开启对应TIMER,TO3TO0-TIMER4TIMER0输出控制位,0：正相输出1：反相输出,DZE-TIMER0死区操作控制位,0：禁止死区操作1：使能死区操作,12,11,10,9,8,75,4,3,2,1,0,TR2,TL1,TO1,TUP1,TR1,保留,DZE,TL0,TO0,TUP0,TR0,3、TCON-定时器控制存放器（续）,31,23,22,21,2019,18,17,16,15,14,13,保留,TL4,TUP4,TR4,TL3,TO3,TUP3,TR3,TL2,TO2,TUP2,第22页,四、定时器使用,1、定时器初始化方法,（1）写TCFG0，设置计数时钟预分频值和Timer0死区宽度；,（2）写TCFG1，选择各个定时器分频值和DMA、中止服务；,（3）对TCNTBn和TCMPBn分别写入计数初值和比较初值；,（4）写TCON，设置计数初值自动重装、手动装载初值、设置反相输出；,（5）再写TCON，去除手动装载初值位、设置正相输出、开启计数。,2、定时器停顿运行方法,写TCON，禁止计数初值自动重装。（普通不使用运行控制位停顿运行第23页,3、定时器操作例子,（1）,按照前面初始化定时器；设置TCNTBn=160(50+110)，TCMPBn=110；手动装入初值后，又重设TCNTBn=80，TCMPBn=40；,（2）,开启定时器,按第一个初值计数；,（3）与第一个比较值相同，输出取反；,（4）第一次计数结束，自动重装初值80、40；,（5）,在第一次中止处理程序又重设TCMPBn=60；,（8）,在第二次中止处理程序禁止自动重装初值，准备结束计数；,（10）第三次计数结束，不再计数。,50 110 40 40 20 60,1 2,3 4 6 7 9 10,5,8,TOUTn,第24页,代码分析,第25页,参考资料：,嵌入式系统设计与实例开发,ARM9嵌入式系统设计基础教程,嵌入式系统开发原理与实践,ARM体系结构与编程,ARM程序分析与设计,第26页,