S3C2440定時(shí)器原理概述

s3c2440有5個(gè)16位定時(shí)器，定時(shí)器0、1、2和3有脈沖寬度調(diào)制(PWM)功能，因此這4個(gè)定時(shí)器也被稱為PWM定時(shí)器。定時(shí)器4是一個(gè)內(nèi)部的定時(shí)器，沒有外部輸出引腳。

定時(shí)器的時(shí)鐘源是PCLK，定時(shí)器工作所需頻率并不等于PCLK，還要進(jìn)一步將PCLK通過內(nèi)部的分頻器分頻才能得到。這里也可以看出外部設(shè)備所需的工作頻率不一定等于它的時(shí)鐘源。其中，定時(shí)器0、1公用一個(gè)分頻器，另外3個(gè)定時(shí)器公用一個(gè)分頻器。分頻器輸入信號(hào)經(jīng)過第2級(jí)分頻器進(jìn)一步降低時(shí)鐘頻率，然后輸出作為定時(shí)器工作的時(shí)鐘。下圖為由PCLK得到定時(shí)器工作時(shí)鐘的框圖：

雖然S3C2440定時(shí)器有5個(gè)，但是它們的工作原理都是相同的，只需要理解一個(gè)定時(shí)器的工作原理即可。對(duì)于某一個(gè)定時(shí)器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。寄存器TCMPBn和TCNTBn用于緩存定時(shí)器n的比較值和初始值；TCON用于控制定時(shí)器的開啟與關(guān)閉；可以通過讀取寄存器TCNTOn得到定時(shí)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值。注意圖2所示的是PWM定時(shí)器，也就是定時(shí)器0-3，不包含定時(shí)器4，定時(shí)器4也沒有外部輸出引腳。

定時(shí)器工作原理概述：

●  首先，將定時(shí)器的比較值和初始值裝入寄存器TCMPBn和TCNTBn中

●  然后，設(shè)置定時(shí)器控制寄存器TCON，啟動(dòng)定時(shí)器。此時(shí)，TCMPBn和TCNTBn中的值會(huì)加載到寄存器TCMPn和TCNTn中

●  此時(shí)，定時(shí)器會(huì)減1計(jì)數(shù)，即TCNTn進(jìn)行減1計(jì)數(shù)，當(dāng)TCMPn=TCNTn時(shí)，TOUTn引腳輸出取反。

S3C2440定時(shí)器相關(guān)寄存器

●   定時(shí)器控制寄存器TCON

由于各個(gè)定時(shí)器的工作原理相似，下面以定時(shí)器0為例進(jìn)行講解。在定時(shí)器控制寄存器TCON中，位[3:0]用于控制定時(shí)器0，其含義如表1所示：

●    定時(shí)器比較值緩存寄存器TCMPBn、計(jì)數(shù)值緩存寄存器TCNTBn

這兩個(gè)寄存器用于存儲(chǔ)定時(shí)器的比較值初始值和計(jì)數(shù)值初始值。

●    定時(shí)器比較值寄存器TCMPn、計(jì)數(shù)值寄存器TCNTn

這兩個(gè)寄存器是定時(shí)器內(nèi)部寄存器，用戶無需對(duì)其進(jìn)行寫操作。

●     定時(shí)器觀察值寄存器TCNTOn

在定時(shí)器減1計(jì)數(shù)過程中，TCNTn的值可以通過TCNTOn寄存器得到。

●     定時(shí)器配置寄存器TCFG0、TCFG1

這兩個(gè)寄存器很重要啊。本節(jié)開頭講過，PCLK經(jīng)過兩級(jí)分頻器，輸出頻率作為定時(shí)器的工作頻率，如圖1所示。因此，一定要有寄存器來設(shè)置分頻系數(shù)。

①定時(shí)器配置寄存器TCFG0用于控制第1級(jí)分頻器的分頻系數(shù)，分頻器輸出頻率為：PCLK/(prescaler value+1)，其中prescaler value=0~255。

②定時(shí)器配置寄存器TCFG1用于控制多路開關(guān)。divider value=2，4,8,16

定制器的輸入時(shí)鐘=PCLK/(prescaler value+1)/(divider value)。下圖3為定時(shí)器0的輸入時(shí)鐘產(chǎn)生過程：

從圖1和圖3可以看出，定時(shí)器0、1公用一個(gè)第1級(jí)分頻器，第1級(jí)分頻器的分頻系數(shù)由TCFG0的位[7:0]控制；定時(shí)器2、3、4公用另一個(gè)第1級(jí)分頻器，該分頻器的分頻系數(shù)由TCFG0的位[15:8]控制。同時(shí)，從圖3可以看到，第2級(jí)分頻器的分頻系數(shù)是確定的，只有5種類型：2分頻、4分頻、8分頻、16分頻和外接時(shí)鐘TCLKn(n=0或1)，定時(shí)器配置寄存器TCFG1用于控制多路開關(guān)，每個(gè)定時(shí)器都由其中的連續(xù)4位控制。以定時(shí)器0為例，TCFG1的位[3:0]用于控制定時(shí)器0。下圖為S3C2440數(shù)據(jù)手冊(cè)上關(guān)于TCFG1的說明：

下面以定時(shí)器0舉例子說明定時(shí)器的配置過程。

例：設(shè)置適當(dāng)?shù)姆诸l系數(shù)，是定時(shí)器0的輸入時(shí)鐘為62.5KHz。

因?yàn)镻CLK為50MHz，則50MHz/62.5KHz=800，即需要對(duì)PCLK進(jìn)行800分頻。所以使第1級(jí)的分頻系數(shù)為100，第2級(jí)的分頻系數(shù)為8即可滿足要求。最后，只需要將分頻系數(shù)寫入定時(shí)器控制寄存器中相應(yīng)的位即可，代碼如下：

 TCFG0&=~(0xff);    //設(shè)置第1級(jí)分頻系數(shù)，分頻系數(shù)為99

 TCFG0|=99;

 TCFG1&=~(0xf);      //設(shè)置第2級(jí)分頻系數(shù)，分頻系數(shù)為8

 TCFG1|=0x02;  //62.5KHz=50MHz/(99+1)/8

下一節(jié)介紹兩個(gè)關(guān)于定時(shí)器0的實(shí)驗(yàn)，在這里貼出關(guān)于定時(shí)器0的初始化代碼，相信大家會(huì)理解的更好一些的。

    /***************************************************************

    * 函數(shù)名稱:void Timer0_Init(void)

    * 參數(shù)說明:無

    * 全局變量:無

    * 返 回 值:無

    * 功    能:對(duì)于50MHz的PCLK，經(jīng)過分頻獲得62.5KHz的定時(shí)器0

    *            的輸入時(shí)鐘。

    ***************************************************************/

    void Timer0_Init(void)

    {

        TCFG0&=~(0xff);    //設(shè)置第1級(jí)分頻系數(shù)，分頻系數(shù)為99

        TCFG0|=99;

        TCFG1&=~(0xf);      //設(shè)置第2級(jí)分頻系數(shù)，分頻系數(shù)為8

        TCFG1|=0x02;        //62.5KHz=50MHz/(99+1)/8

        TCNTB0=62500;       //1s中斷一次。經(jīng)過上述分頻器得到定時(shí)器0的輸入時(shí)鐘頻率為62.5kHz，即定時(shí)器

                                        //每秒鐘計(jì)數(shù)62500次。因此，初始化時(shí)，定時(shí)器0計(jì)數(shù)值初始值為62500

                                        //在這里我們可以看出TCMPBn沒有設(shè)置，因?yàn)樵蹅冇盟哪J(rèn)值0，所以就不需要設(shè)置

        TCON|=(1<<1);     //開啟手動(dòng)更新位，即當(dāng)定時(shí)器開啟后，TCMPB0和TCNTB0中的值會(huì)加載到寄存器TCMP0和TCNT0中

        TCON=0x09;         //關(guān)閉手動(dòng)更新位，設(shè)置自動(dòng)加載位，同時(shí)開啟定時(shí)器，這樣，TCNT0進(jìn)行減1計(jì)數(shù)，當(dāng)TCNT0中的計(jì)

                                      //數(shù)值減到0時(shí)，TCNTB0、TCMPB0中的數(shù)據(jù)分別會(huì)自動(dòng)加載到TCNT0、TCMP0中并進(jìn)行新一輪的減1計(jì)數(shù)

     }