一起学mini2440裸机开发(四)--S3C2440定时器学习

S3C2440定时器原理概述

        s3c2440有5个16位定时器，定时器0、1、2和3有脉冲宽度调制(PWM)功能，因此这4个定时器也被称为PWM定时器。定时器4是一个内部的定时器，没有外部输出引脚。

        定时器的时钟源是PCLK，定时器工作所需频率并不等于PCLK，还要进一步将PCLK通过内部的分频器分频才能得到。这里也可以看出外部设备所需的工作频率不一定等于它的时钟源。其中，定时器0、1公用一个分频器，另外3个定时器公用一个分频器。分频器输入信号经过第2级分频器进一步降低时钟频率，然后输出作为定时器工作的时钟。下图为由PCLK得到定时器工作时钟的框图：

      

    虽然S3C2440定时器有5个，但是它们的工作原理都是相同的，只需要理解一个定时器的工作原理即可。对于某一个定时器，其内部结构原理如图2所示。寄存器TCMPBn和TCNTBn用于缓存定时器n的比较值和初始值；TCON用于控制定时器的开启与关闭；可以通过读取寄存器TCNTOn得到定时器的当前计数值。注意图2所示的是PWM定时器，也就是定时器0-3，不包含定时器4，定时器4也没有外部输出引脚。

       定时器工作原理概述：

           ●  首先，将定时器的比较值和初始值装入寄存器TCMPBn和TCNTBn中

           ●  然后，设置定时器控制寄存器TCON，启动定时器。此时，TCMPBn和TCNTBn中的值会加载到寄存器TCMPn和TCNTn中

           ●  此时，定时器会减1计数，即TCNTn进行减1计数，当TCMPn=TCNTn时，TOUTn引脚输出取反。

S3C2440定时器相关寄存器

         ●   定时器控制寄存器TCON

          由于各个定时器的工作原理相似，下面以定时器0为例进行讲解。在定时器控制寄存器TCON中，位[3:0]用于控制定时器0，其含义如表1所示：

位	功能简述	描述
0	开启/停止	0：停止定时器         1：开启定时器
1	手动更新	0：未使用                1：TCMPB0和TCNTB0中的值会加载到寄存器TCMP0和TCNT0中
2	输出控制	0：当TCMP0=TCNT0时，TOUTO0引脚输出不翻转 1：当TCMP0=TCNT0时，TOUTO0引脚输出翻转
3	自动加载	0：自动加载             1：当TCNTO0的值减到0时，TCMPB0中的值会加载到寄存器TCMPB0和TCNTB0中

          ●    定时器比较值缓存寄存器TCMPBn、计数值缓存寄存器TCNTBn

          这两个寄存器用于存储定时器的比较值初始值和计数值初始值。

          ●    定时器比较值寄存器TCMPn、计数值寄存器TCNTn

          这两个寄存器是定时器内部寄存器，用户无需对其进行写操作。

          ●     定时器观察值寄存器TCNTOn

          在定时器减1计数过程中，TCNTn的值可以通过TCNTOn寄存器得到。

          ●     定时器配置寄存器TCFG0、TCFG1

          这两个寄存器很重要啊。本节开头讲过，PCLK经过两级分频器，输出频率作为定时器的工作频率，如图1所示。因此，一定要有寄存器来设置分频系数。

             ①定时器配置寄存器TCFG0用于控制第1级分频器的分频系数，分频器输出频率为：PCLK/(prescaler value+1)，其中prescaler value=0~255。

             ②定时器配置寄存器TCFG1用于控制多路开关。divider value=2，4,8,16

             定制器的输入时钟=PCLK/(prescaler value+1)/(divider value)。下图3为定时器0的输入时钟产生过程：

   

 

          从图1和图3可以看出，定时器0、1公用一个第1级分频器，第1级分频器的分频系数由TCFG0的位[7:0]控制；定时器2、3、4公用另一个第1级分频器，该分频器的分频系数由TCFG0的位[15:8]控制。同时，从图3可以看到，第2级分频器的分频系数是确定的，只有5种类型：2分频、4分频、8分频、16分频和外接时钟TCLKn(n=0或1)，定时器配置寄存器TCFG1用于控制多路开关，每个定时器都由其中的连续4位控制。以定时器0为例，TCFG1的位[3:0]用于控制定时器0。下图为S3C2440数据手册上关于TCFG1的说明：

      

  

   下面以定时器0举例子说明定时器的配置过程。

    例：设置适当的分频系数，是定时器0的输入时钟为62.5KHz。

          因为PCLK为50MHz，则50MHz/62.5KHz=800，即需要对PCLK进行800分频。所以使第1级的分频系数为100，第2级的分频系数为8即可满足要求。最后，只需要将分频系数写入定时器控制寄存器中相应的位即可，代码如下：

       

 TCFG0&=~(0xff);    //设置第1级分频系数，分频系数为99
 TCFG0|=99;

 TCFG1&=~(0xf);      //设置第2级分频系数，分频系数为8
 TCFG1|=0x02;  //62.5KHz=50MHz/(99+1)/8

  

     下一节介绍两个关于定时器0的实验，在这里贴出关于定时器0的初始化代码，相信大家会理解的更好一些的。

    /***************************************************************
    * 函数名称:void Timer0_Init(void)
    * 参数说明:无
    * 全局变量:无
    * 返 回 值:无
    * 功    能:对于50MHz的PCLK，经过分频获得62.5KHz的定时器0
    *            的输入时钟。
    ***************************************************************/
    void Timer0_Init(void)
    {
        TCFG0&=~(0xff);    //设置第1级分频系数，分频系数为99
        TCFG0|=99;

        TCFG1&=~(0xf);      //设置第2级分频系数，分频系数为8
        TCFG1|=0x02;        //62.5KHz=50MHz/(99+1)/8

        TCNTB0=62500;       //1s中断一次。经过上述分频器得到定时器0的输入时钟频率为62.5kHz，即定时器
                                        //每秒钟计数62500次。因此，初始化时，定时器0计数值初始值为62500
                                        //在这里我们可以看出TCMPBn没有设置，因为咱们用它的默认值0，所以就不需要设置

        TCON|=(1<<1);     //开启手动更新位，即当定时器开启后，TCMPB0和TCNTB0中的值会加载到寄存器TCMP0和TCNT0中
        TCON=0x09;         //关闭手动更新位，设置自动加载位，同时开启定时器，这样，TCNT0进行减1计数，当TCNT0中的计
                                      //数值减到0时，TCNTB0、TCMPB0中的数据分别会自动加载到TCNT0、TCMP0中并进行新一轮的减1计数
     }