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本帖最后由 正点原子 于 2020-10-24 16:01 编辑
1)实验平台:正点原子阿尔法Linux开发板
2)平台购买地址:https://item.taobao.com/item.htm?id=603672744434
3)全套实验源码+手册+视频下载地址:http://www.openedv.com/thread-300792-1-1.html
4)本章实例源码下载:
GPIO中断试验.rar
(1.62 MB)
第十八章EPIT定时器试验
定时器是最常用的外设,常常需要使用定时器来完成精准的定时功能,I.MX6U提供了多种硬件定时器,有些定时器功能非常强大。本章我们从最基本的EPIT定时器开始,学习如何配置EPIT定时器,使其按照给定的时间,周期性的产生定时器中断,在定时器中断里面我们可以做其它的处理,比如翻转LED灯。
18.1 EPIT定时器简介
EPIT的全称是:Enhanced Periodic Interrupt Timer,直译过来就是增强的周期中断定时器,它主要是完成周期性中断定时的。学过STM32的话应该知道,STM32里面的定时器还有很多其它的功能,比如输入捕获、PWM输出等等。但是I.MX6U的EPIT定时器只是完成周期性中断定时的,仅此一项功能!至于输入捕获、PWM输出等这些功能,I.MX6U有其它的外设来完成。
EPIT是一个32位定时器,在处理器几乎不用介入的情况下提供精准的定时中断,软件使能以后EPIT就会开始运行,EPIT定时器有如下特点:
、时钟源可选的32位向下计数器。
、12位的分频值。
、当计数值和比较值相等的时候产生中断。
EPIT定时器结构如图18.1.1所示:
图18.1.1 EPIT定时器框图
图18.1.1中各部分的功能如下:
、这是个多路选择器,用来选择EPIT定时器的时钟源,EPIT共有3个时钟源可选择,ipg_clk、ipg_clk_32k和ipg_clk_highfreq。
、这是一个12位的分频器,负责对时钟源进行分频,12位对应的值是0~4095,对应着1~4096分频。
、经过分频的时钟进入到EPIT内部,在EPIT内部有三个重要的寄存器:计数寄存器(EPIT_CNR)、加载寄存器(EPIT_LR)和比较寄存器(EPIT_CMPR),这三个寄存器都是32位的。EPIT是一个向下计数器,也就是说给它一个初值,它就会从这个给定的初值开始递减,直到减为0,计数寄存器里面保存的就是当前的计数值。如果EPIT工作在set-and-forget模式下,当计数寄存器里面的值减少到0,EPIT就会重新从加载寄存器读取数值到计数寄存器里面,重新开始向下计数。比较寄存器里面保存的数值用于和计数寄存器里面的计数值比较,如果相等的话就会产生一个比较事件。
、EPIT可以设置引脚输出,如果设置了的话就会通过指定的引脚输出信号。
、产生比较中断,也就是定时中断。
EPIT定时器有两种工作模式:set-and-forget和free-running,这两个工作模式的区别如下:
set-and-forget模式:EPITx_CR(x=1,2)寄存器的RLD位置1的时候EPIT工作在此模式下,在此模式下EPIT的计数器从加载寄存器EPITx_LR中获取初始值,不能直接向计数器寄存器写入数据。不管什么时候,只要计数器计数到0,那么就会从加载寄存器EPITx_LR中重新加载数据到计数器中,周而复始。
free-running模式:EPITx_CR寄存器的RLD位清零的时候EPIT工作在此模式下,当计数器计数到0以后会重新从0XFFFFFFFF开始计数,并不是从加载寄存器EPITx_LR中获取数据。
接下来看一下EPIT重要的几个寄存器,第一个就是EPIT的配置寄存器EPITx_CR,此寄存器的结构如图18.1.2所示:
图18.1.2 EPITx_CR寄存器结构图
寄存器EPITx_CR我们用到的重要位如下:
CLKSRC(bit25:24):EPIT时钟源选择位,为0的时候关闭时钟源,1的时候选择选择Peripheral时钟(ipg_clk),为2的时候选择High-frequency参考时钟(ipg_clk_highfreq),为3的时候选择Low-frequency参考时钟(ipg_clk_32k)。在本例程中,我们设置为1,也就是选择ipg_clk作为EPIT的时钟源,ipg_clk=66MHz。
PRESCALAR(bit15:4):EPIT时钟源分频值,可设置范围0~4095,分别对应1~4096分频。
RLD(bit3):EPIT工作模式,为0的时候工作在free-running模式,为1的时候工作在set-and-forget模式。本章例程设置为1,也就是工作在set-and-forget模式。
OCIEN(bit2):比较中断使能位,为0的时候关闭比较中断,为1的时候使能比较中断,本章试验要使能比较中断。
ENMOD(bit1):设置计数器初始值,为0时计数器初始值等于上次关闭EPIT定时器以后计数器里面的值,为1的时候来源于加载寄存器。
EN(bit0):EPIT使能位,为0的时候关闭EPIT,为1的时候使能EPIT。
寄存器EPITx_SR结构体如图18.1.3所示:
图18.1.3 EPITx_SR寄存器结构图
寄存器EPITx_SR只有一个位有效,那就是OCIF(bit0),这个位是比较中断标志位,为0的时候表示没有比较事件发生,为1的时候表示有比较事件发生。当比较中断发生以后需要手动清除此位,此位是写1 清零的。
寄存器EPITx_LR、EPITx_CMPR和EPITx_CNR分别为加载寄存器、比较寄存器和计数寄存器,这三个寄存器都是用来存放数据的,很简单。
关于EPIT的寄存器就介绍到这里,关于这些寄存器详细的描述,请参考《I.MX6ULL参考手册》第1174页的24.6小节。本章我们使用EPIT产生定时中断,然后在中断服务函数里面翻转LED0,接下来以EPIT1为例,讲解需要哪些步骤来实现这个功能。EPIT的配置步骤如下:
1、设置EPIT1的时钟源
设置寄存器EPIT1_CR寄存器的CLKSRC(bit25:24)位,选择EPIT1的时钟源。
2、设置分频值
设置寄存器EPIT1_CR寄存器的PRESCALAR(bit15:4)位,设置分频值。
3、设置工作模式
设置寄存器EPIT1_CR的RLD(bit3)位,设置EPTI1的工作模式。
4、设置计数器的初始值来源
设置寄存器EPIT1_CR的ENMOD(bit1)位,设置计数器的初始值来源。
5、使能比较中断
我们要使用到比较中断,因此需要设置寄存器EPIT1_CR的OCIEN(bit2)位,使能比较中断。
6、设置加载值和比较值
设置寄存器EPIT1_LR中的加载值和寄存器EPIT1_CMPR中的比较值,通过这两个寄存器就可以决定定时器的中断周期。
7、EPIT1中断设置和中断服务函数编写
使能GIC中对应的EPIT1中断,注册中断服务函数,如果需要的话还可以设置中断优先级。最后编写中断服务函数。
8、使能EPIT1定时器
配置好EPIT1以后就可以使能EPIT1了,通过寄存器EPIT1_CR的EN(bit0)位来设置。
通过以上几步我们就配置好EPIT了,通过EPIT的比较中断来实现LED0的翻转。
18.2硬件原理分析
本试验用到的资源如下:
①、LED0。
②、定时器EPTI1。
本实验通过EPTI1的中断来控制LED0的亮灭,LED0的硬件原理前面已经介绍过了。
18.3实验程序编写
本实验对应的例程路径为:开发板光盘-> 1、裸机例程->10_epit_timer。
本章实验在上一章例程的基础上完成,更改工程名字为“epit_timer”,然后在bsp文件夹下创建名为“epittimer”的文件夹,然后在bsp/epittimer中新建bsp_epittimer.c和bsp_epittimer.h这两个文件。在bsp_epittimer.h中输入如下内容:
- 示例代码18.3.1 bsp_epittimer.h文件代码
- 1 #ifndef _BSP_EPITTIMER_H
- 2 #define _BSP_EPITTIMER_H
- 3/***************************************************************
- 4 Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
- 5文件名 : bsp_epittimer.h
- 6作者 : 左忠凯
- 7版本 : V1.0
- 8描述 : EPIT定时器驱动头文件。
- 9其他 : 无
- 10论坛 : www.openedv.com
- 11日志 : 初版V1.0 2019/1/5 左忠凯创建
- 12 ***************************************************************/
- 13 #include "imx6ul.h"
- 14
- 15/* 函数声明 */
- 16void epit1_init(unsignedint frac,unsignedint value);
- 17void epit1_irqhandler(void);
- 18
- 19 #endif
复制代码
bsp_epittimer.h文件很简单,就是一些函数声明。然后在bsp_epittimer.c中输入如下内容:
- 示例代码18.3.2 bsp_epittimer.c文件代码
- /***************************************************************
- Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
- 文件名 : bsp_epittimer.c
- 作者 : 左忠凯
- 版本 : V1.0
- 描述 : EPIT定时器驱动文件。
- 其他 : 配置EPIT定时器,实现EPIT定时器中断处理函数
- 论坛 : www.openedv.com
- 日志 : 初版V1.0 2019/1/5 左忠凯创建
- ***************************************************************/
- 1 #include "bsp_epittimer.h"
- 2 #include "bsp_int.h"
- 3 #include "bsp_led.h"
- 4
- 5/*
- 6 * @description : 初始化EPIT定时器.
- 7 * EPIT定时器是32位向下计数器,时钟源使用ipg=66Mhz
- 8 * @param – frac : 分频值,范围为0~4095,分别对应1~4096分频。
- 9 * @param - value : 倒计数值。
- 10 * @return : 无
- 11 */
- 12void epit1_init(unsignedint frac,unsignedint value)
- 13{
- 14 if(frac >0XFFF)
- 15 frac =0XFFF;
- 16 EPIT1->CR =0;/* 先清零CR寄存器 */
- 17
- 18 /*
- 19 * CR寄存器:
- 20 * bit25:24 01 时钟源选择Peripheral clock=66MHz
- 21 * bit15:4 frac 分频值
- 22 * bit3: 1 当计数器到0的话从LR重新加载数值
- 23 * bit2: 1 比较中断使能
- 24 * bit1: 1 初始计数值来源于LR寄存器值
- 25 * bit0: 0 先关闭EPIT1
- 26 */
- 27 EPIT1->CR =(1<<24| frac <<4|1<<3|1<<2|1<<1);
- 28 EPIT1->LR = value; /* 加载寄存器值 */
- 29 EPIT1->CMPR =0; /* 比较寄存器值 */
- 30
- 31 /* 使能GIC中对应的中断 */
- 32 GIC_EnableIRQ(EPIT1_IRQn);
- 33
- 34 /* 注册中断服务函数 */
- 35 system_register_irqhandler(EPIT1_IRQn,
- (system_irq_handler_t)epit1_irqhandler,
- NULL);
- 36 EPIT1->CR |=1<<0;/* 使能EPIT1 */
- 37}
- 38
- 39/*
- 40 * @description : EPIT中断处理函数
- 41 * @param : 无
- 42 * @return : 无
- 43 */
- 44void epit1_irqhandler(void)
- 45{
- 46 staticunsignedchar state =0;
- 47 state =!state;
- 48 if(EPIT1->SR &(1<<0)) /* 判断比较事件发生 */
- 49 {
- 50 led_switch(LED0, state); /* 定时器周期到,反转LED */
- 51 }
- 52 EPIT1->SR |=1<<0; /* 清除中断标志位 */
- 53}
复制代码
bsp_epittimer.c里面有两个函数epit1_init和epit1_irqhandler,分别是EPIT1初始化函数和EPIT1中断处理函数。epit1_init有两个参数frac和value,其中frac是分频值,value是加载值。在第29行设置比较寄存器为0,也就是当计数器倒计数到0以后就会触发比较中断,因此分频值frac和value就可以决定中断频率,计算公式如下:
Tout = ((frac +1)* value) / Tclk;
其中:
Tclk:EPIT1的输入时钟频率(单位Hz)。
Tout:EPIT1的溢出时间(单位S)。
第38行设置了EPIT1工作模式为set-and-forget,并且时钟源为ipg_clk=66MHz。假如我们现在要设置EPIT1中断周期为500ms,可以设置分频值为0,也就是1分频,这样进入EPIT1的时钟就是66MHz。如果要实现500ms的中断周期,EPIT1的加载寄存器就应该为66000000/2=33000000。
函数epit1_irqhandler是EPIT1的中断处理函数,此函数先读取EPIT1_SR寄存器,判断当前的中断是否为比较事件,如果是的话就翻转LED灯。最后在退出中断处理函数的时候需要清除中断标志位。
最后就是mian.c文件了,在mian.c里面输入如下内容:
- 示例代码18.3.3 main.c文件代码
- /**************************************************************
- Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
- 文件名 : mian.c
- 作者 : 左忠凯
- 版本 : V1.0
- 描述 : I.MX6U开发板裸机实验10 EPIT定时器实验
- 其他 : 本实验主要学习使用I.MX6UL自带的EPIT定时器,学习如何使用
- EPIT定时器来实现定时功能,巩固Cortex-A的中断知识。
- 论坛 : www.openedv.com
- 日志 : 初版V1.0 2019/1/4 左忠凯创建
- **************************************************************/
- 1 #include "bsp_clk.h"
- 2 #include "bsp_delay.h"
- 3 #include "bsp_led.h"
- 4 #include "bsp_beep.h"
- 5 #include "bsp_key.h"
- 6 #include "bsp_int.h"
- 7 #include "bsp_epittimer.h"
- 8
- 9/*
- 10 * @description : main函数
- 11 * @param : 无
- 12 * @return : 无
- 13 */
- 14int main(void)
- 15{
- 16 int_init(); /* 初始化中断(一定要最先调用!) */
- 17 imx6u_clkinit(); /* 初始化系统时钟 */
- 18 clk_enable(); /* 使能所有的时钟 */
- 19 led_init(); /* 初始化led */
- 20 beep_init(); /* 初始化beep */
- 21 key_init(); /* 初始化key */
- 22 epit1_init(0,66000000/2); /* 初始化EPIT1定时器,1分频
- 23 * 计数值为:66000000/2,也就是
- 24 * 定时周期为500ms。
- 25 */
- 26 while(1)
- 27 {
- 28 delay(500);
- 29 }
- 30
- 31 return0;
- 32}
复制代码
main.c里面就一个main函数,第22行调用函数epit1_init来初始化EPIT1,分频值为0,也就是1分频,加载寄存器值为66000000/2=33000000,EPTI1定时器中断周期为500ms。第26~29行的while循环里面就只有一个延时函数,没有做其他处理,延时函数都可以取掉。
18.4编译下载验证
18.4.1编写Makefile和链接脚本
修改Makfile中的TARGET为epit,在INCDIRS和SRCDIRS中加入“bsp/epittimer”,修改后的Makefile如下:
- 示例代码18.4.1.1 Makefile文件代码
- 1 CROSS_COMPILE ?= arm-linux-gnueabihf-
- 2 TARGET ?=epit
- 3
- 4/* 省略掉其它代码...... */
- 5
- 6 INCDIRS := imx6ul \
- 7 bsp/clk \
- 8 bsp/led \
- 9 bsp/delay \
- 10 bsp/beep \
- 11 bsp/gpio \
- 12 bsp/key \
- 13 bsp/exit \
- 14 bsp/int \
- 15 bsp/epittimer
- 16
- 17 SRCDIRS:= project \
- 18 bsp/clk \
- 19 bsp/led \
- 20 bsp/delay \
- 21 bsp/beep \
- 22 bsp/gpio \
- 23 bsp/key \
- 24 bsp/exit \
- 25 bsp/int \
- 26 bsp/epittimer
- 27
- 28 /* 省略掉其他代码...... */
- 29
- 30 clean:
- 31 rm -rf $(TARGET).elf $(TARGET).dis $(TARGET).bin $(COBJS)$(SOBJS)
复制代码
第2行修改变量TARGET为“epit”,也就是目标名称为“epit”。
第15行在变量INCDIRS中添加EPIT1驱动头文件(.h)路径。
第26行在变量SRCDIRS中添加EPIT1驱动文件(.c)路径。
链接脚本保持不变。
18.4.2编译下载
使用Make命令编译代码,编译成功以后使用软件imxdownload将编译完成的epit.bin文件下载到SD卡中,命令如下:
- chmod 777 imxdownload //给予imxdownload可执行权限,一次即可
- ./imxdownload epit.bin /dev/sdd //烧写到SD卡中
复制代码
烧写成功以后将SD卡插到开发板的SD卡槽中,然后复位开发板。程序运行正常的话LED0会以500ms为周期不断的亮、灭闪烁。
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