嵌入式Linux开发7——GPT定时器实验

背景知识

  GPT 定时器是一个 32 位向上定时器(也就是从 0X00000000 开始向上递增计数)， GPT 定时器也可以跟一个值进行比较，当计数器值和这个值相等的话就发生比较事件，产生比较中断。GPT 定时器有一个 12 位的分频器，可以对 GPT 定时器的时钟源进行分频， GPT 定时器特性如下：
① 一个可选时钟源的 32 位向上计数器。
② 两个输入捕获通道，可以设置触发方式。
③ 三个输出比较通道，可以设置输出模式。
④ 可以生成捕获中断、比较中断和溢出中断。
⑤ 计数器可以运行在重新启动(restart)或(自由运行)free-run 模式。
  GPT 定时器有两种工作模式：重新启动(restart)模式和自由运行(free-run)模式，这两个工作模式的区别如下：
  重新启动(restart)模式：当 GPTx_CR(x=1，2)寄存器的 FRR 位清零的时候 GPT 工作在此模式。在此模式下，当计数值和比较寄存器中的值相等的话计数值就会清零，然后重新从0X00000000开始向上计数，只有比较通道 1 才有此模式！向比较通道 1 的比较寄存器写入任何数据都会复位 GPT 计数器。对于其他两路比较通道（通道 2 和 3），当发生比较事件以后不会复位计数器。
  自由运行(free-run)模式：当 GPTx_CR(x=1， 2)寄存器的 FRR 位置 1 时候 GPT 工作在此模式下，此模式适用于所有三个比较通道，当比较事件发生以后并不会复位计数器，而是继续计数，直到计数值为 0XFFFFFFFF，然后重新回滚到 0X00000000。
  高精度延时的实现步骤如下：
1、设置 GPT1 定时器
  首先设置 GPT1_CR 寄存器的 SWR(bit15)位来复位寄存器 GPT1。复位完成以后设置寄存 器 GPT1_CR 寄存器的 CLKSRC(bit8:6)位，选择 GPT1 的时钟源为 ipg_clk。
2、设置 GPT1 的分频值
  设置寄存器 GPT1_PR 寄存器的 PRESCALAR(bit111:0)位，设置分频值。
3、设置 GPT1 的比较值
  如果要使用 GPT1 的输出比较中断，那么 GPT1 的输出比较寄存器 GPT1_OCR1 的值可以根据所需的中断时间来设置。本章例程不使用比较输出中断，所以将 GPT1_OCR1 设置为最大值，即： 0XFFFFFFFF。
4、 使能 GPT1 定时器
  设置好 GPT1 定时器以后就可以使能了，设置 GPT1_CR 的 EN(bit0)位为 1 来使能 GPT1 定时器。
5、编写延时函数
  GPT1定时器已经开始运行了，可以根据前面介绍的高精度延时函数原理来编写延时函数，针对 us 和 ms 延时分别编写两个延时函数。

代码编写

  按照上述的步骤，利用GPT1定时器做高精度延时代码如下：

/*
 * @description	: 延时有关硬件初始化,主要是GPT定时器
				  GPT定时器时钟源选择ipg_clk=66Mhz
 * @param		: 无
 * @return 		: 无
 */
void delay_init(void)
{
	GPT1->CR = 0; 					/* 清零，bit0也为0，即停止GPT  			*/

	GPT1->CR = 1 << 15;				/* bit15置1进入软复位 				*/
	while((GPT1->CR >> 15) & 0x01);	/*等待复位完成 						*/
	
	/*
   	 * GPT的CR寄存器,GPT通用设置
   	 * bit22:20	000 输出比较1的输出功能关闭，也就是对应的引脚没反应
     * bit9:    0   Restart模式,当CNT等于OCR1的时候就产生中断
     * bit8:6   001 GPT时钟源选择ipg_clk=66Mhz
     * bit
  	 */
	GPT1->CR = (1<<6);

	/*
     * GPT的PR寄存器，GPT的分频设置
     * bit11:0  设置分频值，设置为0表示1分频，
     *          以此类推，最大可以设置为0XFFF，也就是最大4096分频
	 */
	GPT1->PR = 65;	/* 设置为65，即66分频，因此GPT1时钟为66M/(65+1)=1MHz */

	 /*
      * GPT的OCR1寄存器，GPT的输出比较1比较计数值，
      *	GPT的时钟为1Mz，那么计数器每计一个值就是就是1us。
      * 为了实现较大的计数，我们将比较值设置为最大的0XFFFFFFFF,
      * 这样一次计满就是：0XFFFFFFFFus = 4294967296us = 4295s = 71.5min
      * 也就是说一次计满最多71.5分钟，存在溢出
	  */
	GPT1->OCR[0] = 0XFFFFFFFF;

	GPT1->CR |= 1<<0;			//使能GPT1

	/* 一下屏蔽的代码是GPT定时器中断代码，
	 * 如果想学习GPT定时器的话可以参考一下代码。
	 */
#if 0
	/*
     * GPT的PR寄存器，GPT的分频设置
     * bit11:0  设置分频值，设置为0表示1分频，
     *          以此类推，最大可以设置为0XFFF，也就是最大4096分频
	 */
	GPT1->PR = 65;	//设置为1，即65+1=66分频，因此GPT1时钟为66M/66=1MHz


	 /*
      * GPT的OCR1寄存器，GPT的输出比较1比较计数值，
      * 当GPT的计数值等于OCR1里面值时候，输出比较1就会发生中断
      * 这里定时500ms产生中断，因此就应该为1000000/2=500000;
	  */
	GPT1->OCR[0] = 500000;

	/*
     * GPT的IR寄存器，使能通道1的比较中断
     * bit0： 0 使能输出比较中断
	 */
	GPT1->IR |= 1 << 0;

	/*
     * 使能GIC里面相应的中断，并且注册中断处理函数
	 */
	GIC_EnableIRQ(GPT1_IRQn);	//使能GIC中对应的中断
	system_register_irqhandler(GPT1_IRQn, (system_irq_handler_t)gpt1_irqhandler, NULL);	//注册中断服务函数	
#endif
	
}

#if 0
/* 中断处理函数 */
void gpt1_irqhandler(void)
{ 
	static unsigned char state = 0;

	state = !state;

	/*
     * GPT的SR寄存器，状态寄存器
     * bit2： 1 输出比较1发生中断
	 */
	if(GPT1->SR & (1<<0)) 
	{
		led_switch(LED2, state);
	}
	
	GPT1->SR |= 1<<0; /* 清除中断标志位 */
}
#endif
 
/*
 * @description		: 微秒(us)级延时
 * @param - value	: 需要延时的us数,最大延时0XFFFFFFFFus
 * @return 			: 无
 */
void delayus(unsigned    int usdelay)
{
	unsigned long oldcnt,newcnt;
	unsigned long tcntvalue = 0;	/* 走过的总时间  */

	oldcnt = GPT1->CNT;
	while(1)
	{
		newcnt = GPT1->CNT;
		if(newcnt != oldcnt)
		{
			if(newcnt > oldcnt)		/* GPT是向上计数器,并且没有溢出 */
				tcntvalue += newcnt - oldcnt;
			else  					/* 发生溢出    */
				tcntvalue += 0XFFFFFFFF-oldcnt + newcnt;
			oldcnt = newcnt;
			if(tcntvalue >= usdelay)/* 延时时间到了 */
			break;			 		/*  跳出 */
		}
	}
}

/*
 * @description		: 毫秒(ms)级延时
 * @param - msdelay	: 需要延时的ms数
 * @return 			: 无
 */
void delayms(unsigned	 int msdelay)
{
	int i = 0;
	for(i=0; i<msdelay; i++)
	{
		delayus(1000);
	}
}

/*
 * @description	: 短时间延时函数
 * @param - n	: 要延时循环次数(空操作循环次数，模式延时)
 * @return 		: 无
 */
void delay_short(volatile unsigned int n)
{
	while(n--){}
}

/*
 * @description	: 延时函数,在396Mhz的主频下
 * 			  	  延时时间大约为1ms
 * @param - n	: 要延时的ms数
 * @return 		: 无
 */
void delay(volatile unsigned int n)
{
	while(n--)
	{
		delay_short(0x7ff);
	}
}

  主函数中直接调用API函数即可，初始化后，另LED灯每隔500ms进行亮灭转换：

/*
 * @description	: main函数
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
int main(void)
{
	unsigned char state = OFF;

	int_init(); 				/* 初始化中断(一定要最先调用！) */
	imx6u_clkinit();			/* 初始化系统时钟 			*/
	delay_init();				/* 初始化延时 			*/
	clk_enable();				/* 使能所有的时钟 			*/
	led_init();					/* 初始化led 			*/
	beep_init();				/* 初始化beep	 		*/

	while(1)			
	{	
		state = !state;
		led_switch(LED0, state);
		delayms(500);
	}

	return 0;
}