TMS320F28335之定时器

1. 定时器系统原理介绍
   TMS320F28335的CPU Time有三个，分别为Timer0，Timer1，Timer2，其中Timer2是为操作系统DSP/BIOS保留的，当未移植操作系统时，可用来做普通的定时器。这三个定时器的中断信号分别为TINT0, TINT1, TINT2，分别对应于中断向量INT1，INT13，INT14。图4-2为定时器的结构框图，图中TIMH：TIM为计数寄存器，PRDH：PRD为周期寄存器，形如AH格式：A的形式表示一个32位的寄存器，是由两个16位的寄存器构成，AH是高16位，A是低16位。
   

CPU定时器的计数复位时，计数寄存器TIMH：TIM加载周期寄存器PRDH：PRD所设定的值，经历一个计数器时钟后，TIMH：TIM内的值就减1，一直减到0，这时产生定时器周期中断事件，并重新装载PRDH：PRD所设定的值，重新开始计数。至于每隔多少时间，计数寄存器TIMH：TIM的值才会减1则由预分频寄存器TPRH：TPR来决定。
TPRH和TPR这两个寄存器由两部分组成，高8位为定时器预分频计数器PSC，低8位是定时器分频TDDR。也即是说，TPRH是由PSCH和TDDRH构成，而TDDR由PSC和TDDR构成。且其工作的原理与51系列单片机定时器计数器类似，复位时，PSCH：PSC加载TDDRH：TDDR所设定的值，然后经过一个CPU时钟，PSCH：PSC的值减1，当PSCH：PSC的值减到0时，会再次装载TDDRH：TDDR所设定的值，并且产生一个计数器时钟，TIMH：TIM减1。CPU定时器0、1、2配置和控制寄存器如表4-1所示

定时器定时时间的公式计算
以上寄存器测值在配置函数ConfigCpuTimer(struct CPUTIMER_VARS *Timer, float Freq, float Period)中设置。形参Timer为第几位定时器，Freq为定时频率，Period为计时周期。
假若Freq为15，Period为1000000，则时间t = 1*15*1000000/150M = 0.1s （系统时钟频率为150M）。不过这个算式的成立是有条件的，这个条件就是以下两条语句：

Timer->RegsAddr->TPR.all = 0

Timer->RegsAddr->TPRH.all = 0

上文曾提及，定时器的计数时钟是有预分频寄存器TPRH：TPR决定的。CpuTimerxRegs.TPR.all = 0， CpuTimerxRegs.TPRH.all = 0这两句话决定了1个时钟源周期为定时器的时钟周期（即一个SYSCLKOUT，TIMH：TIM减1），若CpuTimerxRegs.TPR.all = y，CpuTimerxRegs.TPRH.all = 0，则计y+1个时钟周期为定时器的时钟周期。X表示0,1,2中的任意值（任意定时器）。

因此，真正的定时时间为：time =TPRH：TPR/SYSCLKOUT*Freq*Peroid。只有当TPRH：TPR=0时，SYSCLKOUT直接作为TIMH：TIM的时钟周期，time =Freq*Peroid/SYSCLKOUT。另外，在定时器配置函数中，

Timer->RegsAddr->TCR.bit.TSS = 1 表示停止定时器 ；

Timer->RegsAddr->TCR.bit.TRB = 1 表示重装定时器；

Timer->RegsAddr->TCR.bit.FREE = 1 表示定时器自由运行；

Timer->RegsAddr->TCR.bit.TIE = 1 表示使能定时器中断。

如果要利用定时器产生一定周期的时间中断，别忘了在主函数中设置响应的中断向量即可。

TI官方头文件DSP2833x_CpuTimers.h程序如下：

// TI File $Revision: /main/4 $
// Checkin $Date: March 20, 2007   15:33:42 $
//###########################################################################
//
// FILE:    DSP2833x_CpuTimers.h
//
// TITLE:   DSP2833x CPU 32-bit 定时器寄存器定义.
//
// NOTES:   CpuTimer1 and CpuTimer2 are reserved for use with DSP BIOS and
//          other realtime operating systems.
//
//          Do not use these two timers in your application if you ever plan
//          on integrating DSP-BIOS or another realtime OS.
//
//          For this reason, comment out the code to manipulate these two timers
//          if using DSP-BIOS or another realtime OS.
//
//###########################################################################
// $TI Release: DSP2833x/DSP2823x C/C++ Header Files V1.31 $
// $Release Date: August 4, 2009 $
//###########################################################################

#ifndef DSP2833x_CPU_TIMERS_H
#define DSP2833x_CPU_TIMERS_H

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

//---------------------------------------------------------------------------
// CPU 定时器寄存器位定义:
//
//
// TCR: 定时器控制寄存器定义:
struct  TCR_BITS {          // bits  描述
   Uint16    rsvd1:4;       // 3:0   保留
   Uint16    TSS:1;         // 4     定时器启动/停止
   Uint16    TRB:1;         // 5     定时器重载
   Uint16    rsvd2:4;       // 9:6   保留
   Uint16    SOFT:1;        // 10    运行模式
   Uint16    FREE:1;        // 11    运行模式
   Uint16    rsvd3:2;       // 12:13 保留
   Uint16    TIE:1;         // 14    中断使能
   Uint16    TIF:1;         // 15    中断标志位
};
//定时器控制寄存器
union TCR_REG {
   Uint16           all;
   struct TCR_BITS  bit;    //定时器控制寄存器定义
};

// TPR: 预分频低电平寄存器定义:
struct  TPR_BITS {        // bits  描述
   Uint16     TDDR:8;     // 7:0   定时计数寄存器
   Uint16     PSC:8;      // 15:8  预分频计数器低位
};
//预分频低电平寄存器
union TPR_REG {
   Uint16           all;
   struct TPR_BITS  bit;    //预分频低电平寄存器定义
};

// TPRH: 预分频高电平寄存器定义:
struct  TPRH_BITS {         // bits  描述
   Uint16     TDDRH:8;      // 7:0   定时计数器寄存器
   Uint16     PSCH:8;       // 15:8  预分频计数器高位
};
//预分频寄存器高电平寄存器
union TPRH_REG {
   Uint16           all;
   struct TPRH_BITS bit;    //预分频高电平寄存器定义
};

// TIM, TIMH: 计数器寄存器定义:
struct TIM_REG {
   Uint16  LSW;             //低位
   Uint16  MSW;             //高位
};
//计数器寄存器
union TIM_GROUP {
   Uint32          all;
   struct TIM_REG  half;    //计数器寄存器定义
};

// PRD, PRDH: 周期寄存器定义:
struct PRD_REG {
   Uint16  LSW;             //低位
   Uint16  MSW;             //高位
};
//周期寄存器
union PRD_GROUP {
   Uint32          all;
   struct PRD_REG  half;    //周期寄存器定义
};

//---------------------------------------------------------------------------
// CPU 定时器寄存器文件:
//
struct CPUTIMER_REGS {
   union TIM_GROUP TIM;   // 计数器寄存器
   union PRD_GROUP PRD;   // 周期寄存器
   union TCR_REG   TCR;   // 定时器控制寄存器
   Uint16          rsvd1; // 保留
   union TPR_REG   TPR;   // 预分频低电平寄存器
   union TPRH_REG  TPRH;  // 预分频高电平寄存器
};

//---------------------------------------------------------------------------
// CPU 定时器支持的变量:
//
struct CPUTIMER_VARS {
   volatile struct  CPUTIMER_REGS  *RegsAddr;   //定时器结构体
   Uint32    InterruptCount;                    //中断计数器
   float   CPUFreqInMHz;                        //频率
   float   PeriodInUSec;                        //周期
};

//---------------------------------------------------------------------------
// 函数原型和外部定义:
//
extern void InitCpuTimers(void);                //初始化定时器
void ConfigCpuTimer(struct CPUTIMER_VARS *Timer, float Freq, float Period);
//定时器配置函数
extern volatile struct CPUTIMER_REGS CpuTimer0Regs;
extern struct CPUTIMER_VARS CpuTimer0;

//CpuTimer 1和CpuTimer2预留给DSP BIOS和其他操作系统 如果使用DSP BIOS或其他操作系统注释掉CpuTimer1 CpuTimer2
extern volatile struct CPUTIMER_REGS CpuTimer1Regs;
extern volatile struct CPUTIMER_REGS CpuTimer2Regs;

extern struct CPUTIMER_VARS CpuTimer1;
extern struct CPUTIMER_VARS CpuTimer2;

//---------------------------------------------------------------------------
// 实用定时器操作:
//
// 启动定时器0:
#define StartCpuTimer0()   CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSS = 0

// 停止定时器0:
#define StopCpuTimer0()   CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSS = 1

// 重载定时器周期值:
#define ReloadCpuTimer0() CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB = 1

// 读取定时器0计数器寄存器的值:
#define ReadCpuTimer0Counter() CpuTimer0Regs.TIM.all

// 读取定时器0周期寄存器的值:
#define ReadCpuTimer0Period() CpuTimer0Regs.PRD.all

// CpuTimer 1 and CpuTimer2 are reserved for DSP BIOS & other RTOS
// Do not use these two timers if you ever plan on integrating
// DSP-BIOS or another realtime OS.
//
// For this reason, comment out the code to manipulate these two timers
// if using DSP-BIOS or another realtime OS.

// 启动定时器1、2:
#define StartCpuTimer1()   CpuTimer1Regs.TCR.bit.TSS = 0
#define StartCpuTimer2()   CpuTimer2Regs.TCR.bit.TSS = 0


// 停止定时器1、2:
#define StopCpuTimer1()   CpuTimer1Regs.TCR.bit.TSS = 1
#define StopCpuTimer2()   CpuTimer2Regs.TCR.bit.TSS = 1

// 重载定时器周期值1、2:
#define ReloadCpuTimer1() CpuTimer1Regs.TCR.bit.TRB = 1
#define ReloadCpuTimer2() CpuTimer2Regs.TCR.bit.TRB = 1

// 读取定时器1、2计数器寄存器的值:
#define ReadCpuTimer1Counter() CpuTimer1Regs.TIM.all
#define ReadCpuTimer2Counter() CpuTimer2Regs.TIM.all

// 读取定时器1、2周期寄存器的值:
#define ReadCpuTimer1Period() CpuTimer1Regs.PRD.all
#define ReadCpuTimer2Period() CpuTimer2Regs.PRD.all


#ifdef __cplusplus
}
#endif /* extern "C" */

#endif  // end of DSP2833x_CPU_TIMERS_H definition


//===========================================================================
// End of file.
//===========================================================================

其中的实例程序如下：

// TI File $Revision: /main/4 $
// Checkin $Date: July 9, 2009   10:51:59 $
//###########################################################################
//
// FILE:    DSP2833x_CpuTimers.c
//
// TITLE:   CPU 32-bit Timers 初始化 & 支持功能.
//
// NOTES:   CpuTimer2 is reserved for use with DSP BIOS and
//          other realtime operating systems.
//
//          Do not use these this timer in your application if you ever plan
//          on integrating DSP-BIOS or another realtime OS.
//
//###########################################################################
// $TI Release: DSP2833x/DSP2823x C/C++ Header Files V1.31 $
// $Release Date: August 4, 2009 $
//###########################################################################

#include "DSP2833x_Device.h"     // Headerfile Include File
#include "DSP2833x_Examples.h"   // Examples Include File

struct CPUTIMER_VARS CpuTimer0;

// 当使用DSP BIOS和其他操作系统,CPU定时器2的代码注释掉
struct CPUTIMER_VARS CpuTimer1;
struct CPUTIMER_VARS CpuTimer2;

//---------------------------------------------------------------------------
// InitCpuTimers:
//---------------------------------------------------------------------------
// 改函数将三个CPU的定时器初始化到一个已知状态.
//
void InitCpuTimers(void)    //初始化定时器寄存器
{
    // CPU 定时器 0
    // 寄存器地址指针和各自计时器初始化:
    CpuTimer0.RegsAddr = &CpuTimer0Regs;
    // 定时器周期寄存器最大值初始化:
    CpuTimer0Regs.PRD.all  = 0xFFFFFFFF;
    // 预分频寄存器初始化为1 (SYSCLKOUT):
    CpuTimer0Regs.TPR.all  = 0;
    CpuTimer0Regs.TPRH.all = 0;
    // 确保定时器0停止:
    CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSS = 1;
    // 重加载计数器周期值:
    CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB = 1;
    // 复位中断计时器:
    CpuTimer0.InterruptCount = 0;


// CpuTimer2 is reserved for DSP BIOS & other RTOS
// Do not use this timer if you ever plan on integrating
// DSP-BIOS or another realtime OS.

    // 寄存器地址指针和各自计时器初始化:
    CpuTimer1.RegsAddr = &CpuTimer1Regs;
    CpuTimer2.RegsAddr = &CpuTimer2Regs;
    // 定时器1、2周期最大值初始化:
    CpuTimer1Regs.PRD.all  = 0xFFFFFFFF;
    CpuTimer2Regs.PRD.all  = 0xFFFFFFFF;
    // 确保定时器停止:
    CpuTimer1Regs.TCR.bit.TSS = 1;
    CpuTimer2Regs.TCR.bit.TSS = 1;
    // 重加载计数器周期值:
    CpuTimer1Regs.TCR.bit.TRB = 1;
    CpuTimer2Regs.TCR.bit.TRB = 1;
    // 复位中断计时器:
    CpuTimer1.InterruptCount = 0;
    CpuTimer2.InterruptCount = 0;

}

//---------------------------------------------------------------------------
// 配置CpuTimer:
//---------------------------------------------------------------------------
// 这个函数初始化，选择定时器，周期参数指定“频率”和“时间”参数.
//  频率为MHz,时间为us级，定时器配置后保存在停止状态
//
void ConfigCpuTimer(struct CPUTIMER_VARS *Timer, float Freq, float Period)
{
    Uint32  temp;

    // 定时器周期参数初始化:
    Timer->CPUFreqInMHz = Freq;            //频率
    Timer->PeriodInUSec = Period;          //周期
    temp = (long) (Freq * Period);
    Timer->RegsAddr->PRD.all = temp;       //周期寄存器设定值为timer

    // 预分频寄存器初始化为1 (SYSCLKOUT):
    Timer->RegsAddr->TPR.all  = 0;
    Timer->RegsAddr->TPRH.all  = 0;

    // 定时器控制寄存器初始化：
    Timer->RegsAddr->TCR.bit.TSS = 1;      // 1 = 停止定时器, 0 = 启动/重启定时器
    Timer->RegsAddr->TCR.bit.TRB = 1;      // 1 = 重载计时器
    Timer->RegsAddr->TCR.bit.SOFT = 1;     // 定时器自由运行
    Timer->RegsAddr->TCR.bit.FREE = 1;     // 定时器自由运行
    Timer->RegsAddr->TCR.bit.TIE = 1;      // 0 = 禁止/ 1 = 定时器中断使能

    // 复位中断计数器:
    Timer->InterruptCount = 0;
}

//===========================================================================
// End of file.
//===========================================================================

参考资料

【TI博客大赛】TI C2000 TMS320F28335定时器配置简介
2.3 关于ConfigCpuTimer()函数的说明
百度文库-ConfigCpuTimer()函数