【裸机开发】GPT 定时器（一） —— GPT的功能、寄存器解析

后续需要使用 GPT 计数器实现中断以及延时，这里我们需要先了解一下GPT的功能以及相关寄存器。

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目录

一、GPT 定时器的功能

1、计数器

2、输入捕获

3、输出比较（GPT的两种工作模式）

二、寄存器解析

1、GPTx_CR

2、GPTx_PR

3、GPTx_SR

4、GPTx_IR

5、GPTx_OCRn

6、GPTx_ICRn

7、GPTx_CNT

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一、GPT 定时器的功能

gpt 定时器的主要包含以下三个功能：

• 计数器
• 输入捕获（可产生捕获中断）
• 输出比较（可产生比较中断）—— 注意 GPT 的模式

1、计数器

根据图中路线，可以大致了解配置计数器的顺序：

• 第一步，选择时钟源，这里我们依然 ipg_clk (66MHz)
• 第二步，选择分频数（1~4096）

因为计数器是向上计数的，也就是说，每过一个时钟周期就会自增 1。 

2、输入捕获

输入捕获（Input Capture，ICR）可以捕获到时钟源产生的上升沿或者下降沿，并产生中断。GPT 定时器有两个输入捕获通道

3、输出比较（GPT的两种工作模式）

输出比较（Output Compare，OCR）包含三个输出通道GPT_COMPARE1~3 ，通道的使用和触发中断的机制都取决于 GPT 的工作模式：

• Restart Mode：需要预设 Output Regx ，当计数器的值 == Output Regx时，会产生比较中断（仅适用于GPT_COMPARE1）
• Free-Run Mode：计数器从 0 开始自增，自增到 0xFFFFFFFF 以后溢出，重新从 0 开始计数

二、寄存器解析

1、GPTx_CR

GPT 控制寄存器，可以控制时钟源、输入通道使能、输出通道使能等。下面主要解析后面需要用到的一些位。

bit 0：GPT 使能（启动 / 关闭GPT定时器），一般等到配置完其他寄存器再设置该字段。

bit 1：设置当定时器启动时的初始值。0 表示从上一次关闭时计数器的值开始计数，1 表示重新从0开始计数。

bit 8-6：选择时钟源。我们选择 ipg_clk(66MHz)

bit 9：选择 GPT 的工作模式。一般选 Restart Mode。（上面已经介绍了）

bit 15：设置软件复位状态。

• 设为复位状态后，只要还在复位，该位会一直置 1 。除了bit 0、1、2、3、5外，其他位都会被重置为默认值。
• 复位完毕后，会自动清零，即置 0 

补充：

• IM1~2 设置的是捕获状态，即上升沿还是下降沿捕获
• OM1~3 设置的是输出状态，即不输出、输出反转等。

寄存器: GPT1_CR
基地址: 0x2098000
初始化操作:
    // 禁用GPT定时器
    GPT1_CR &= ~(1 << 0);
    // 复位
    GPT1_CR |= (1 << 15);
    while((GPT1_CR >> 15) & 0x1);    // 等待复位结束

    /* 
     * 配置GPT定时器
     * bit 1: 1
     * bit 8-6: 001
     * bit 9: 0
     */
    GPT1_CR |= (1 << 1);
    GPT1_CR &= ~((7 << 6) | (1 << 9));
    GPT1_CR |= (1 << 6);
    
    // ... 其他初始化操作

    // 启动定时器
    GPT1_CR |= (1 << 0);

2、GPTx_PR

GPT 分频器，可以设置时钟源的分频数。bit 11-0 设置的是分频数（1~4096）

寄存器: GPT1_PR
基地址: 0x2098004
初始化操作:
    // 66 分频
    GPT1_PR &= ~(0xFFF << 0);    // 低 12 bit 清零
    GPT1_PR |= (66 << 0);        // 66 分频

3、GPTx_SR

GPT状态寄存器，是一个可读寄存器，无需设置。主要保存如下内容：

• 输出比较的中断触发状态 OF1~3
• 输入捕获的中断触发状态 IF1~2
• 溢出状态（即计数器的值是否和比较器的值相等 或者 是否计数到 0xFFFFFFFF）

​寄存器: GPT1_SR
基地址: 0x2098008

4、GPTx_IR

GPT 中断寄存器，主要控制输入 / 输出通道的中断使能。上面GPT的工作模式已经设为 Restart Mode，所以我们需要 使能输出比较通道 1。

寄存器: GPT1_IR
基地址: 0x209800C
初始化操作:
    GPT1_IR |= (1 << 0);    // 输出比较通道1 使能

5、GPTx_OCRn

GPT 输出比较寄存器，保存的是比较值，Restart 模式下，当计数器的值 == 比较值时，触发中断。假设延时 10 ms，时钟源为 66 MHz，分频数为 66。

由此可以知道时钟周期为 1/1M，延时10ms对应的比较值 = 1M * 0.01 = 10000

寄存器: GPT1_OCR1
基地址: 0x2098010
初始化操作:
    GPT1_OCR1 |= (10000 << 0);    // 设置通道1 的比较值为10000

6、GPTx_ICRn

GPT 输入捕获寄存器，保存的是当捕获中断触发时，计数器的值。

​寄存器: GPT1_ICR1
基地址: 0x209801C

7、GPTx_CNT

GPT 计数寄存器，保存的是当前时刻计数器的值。

​寄存器: GPT1_CNT
基地址: 0x2098024