第7章定時(shí)部件4小時(shí)

1、第第7章章 定時(shí)部件定時(shí)部件4小時(shí)小時(shí)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求1. 掌握定時(shí)部件的工作原理；2. 掌握看門狗的定時(shí)計(jì)算方式、寄存器常用功能設(shè)置、編程，看懂嵌入式操作系統(tǒng)中相關(guān)代碼，可以修改；3.掌握RTC部件工作原理、寄存器常用功能設(shè)置、編程，會(huì)編寫嵌入式操作系統(tǒng)中相關(guān)代碼；4.掌握Timer 定時(shí)計(jì)數(shù)部件的工作原理、寄存器常用功能設(shè)置、操作流程，定時(shí)計(jì)算編程，會(huì)編寫嵌入式操作系統(tǒng)中相關(guān)代碼。7.1定時(shí)部件的一般性原理w 定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的邏輯電路本質(zhì)上是相同的，它們之間的區(qū)別主要在用途上。它們都是主要由帶有保存當(dāng)前值的寄存器和當(dāng)前寄存器值加1或減1邏輯組成。在應(yīng)用時(shí)，定時(shí)器的計(jì)數(shù)信號(hào)是由內(nèi)部的、周期

2、性的時(shí)鐘信號(hào)承擔(dān)，以便產(chǎn)生具有固定時(shí)間間隔的脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)的功能。而計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)是由非周期性的信號(hào)承擔(dān)，通常是外部事件產(chǎn)生的脈沖信號(hào)，以便對(duì)外部事件發(fā)生的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。因?yàn)橥瑯拥倪壿嬰娐房捎糜谶@兩個(gè)目的，所以該功能部件通常被稱為“定時(shí)/計(jì)數(shù)器”。 （續(xù)）w 定時(shí)/計(jì)數(shù)器內(nèi)部工作原理圖是以一個(gè)N位的加1或減1計(jì)數(shù)器為核心，計(jì)數(shù)器的初始值由初始化編程設(shè)置，計(jì)數(shù)脈沖的來(lái)源有兩類：系統(tǒng)時(shí)鐘和外部事件脈沖。 系統(tǒng)時(shí)鐘M分頻外部事件脈沖N位計(jì)數(shù)器=0（續(xù)）w 若編程設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器為定時(shí)工作方式時(shí)，則N位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖來(lái)源于內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘，并經(jīng)過(guò)M分頻。每個(gè)計(jì)數(shù)脈沖使計(jì)數(shù)器加1或減1，當(dāng)N位計(jì)數(shù)器

3、里的數(shù)加到0或減到0時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)“回0信號(hào)”，該信號(hào)有效時(shí)表示N位計(jì)數(shù)器里的當(dāng)前值是0。因?yàn)橄到y(tǒng)時(shí)鐘的頻率是固定的，其M分頻后所得到的計(jì)數(shù)脈沖頻率也就是固定的，因此通過(guò)對(duì)該頻率脈沖的計(jì)數(shù)就轉(zhuǎn)換為定時(shí)，實(shí)現(xiàn)了定時(shí)功能。 （續(xù)）w 若編程設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器為計(jì)數(shù)方式時(shí)，則N位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖來(lái)源于外部事件產(chǎn)生的脈沖信號(hào)。有一個(gè)外部事件脈沖，計(jì)數(shù)器加1或減1，直到N位計(jì)數(shù)器中的值為0，產(chǎn)生“回0信號(hào)”。w N位計(jì)數(shù)器里初始值的計(jì)算，在不同的定時(shí)部件中其具體的計(jì)算公式是不同的。 7.2 看門狗定時(shí)器w S3C2410芯片看門狗定時(shí)器的作用是，當(dāng)系統(tǒng)程序出現(xiàn)功能錯(cuò)亂，引起系統(tǒng)程序死循環(huán)時(shí)，能中斷該系統(tǒng)

4、程序的不正常運(yùn)行，恢復(fù)系統(tǒng)程序的正常運(yùn)行。w （續(xù)）w 預(yù)分頻器的值和頻率分解因子可由看門狗定時(shí)器的控制寄存器（WTCON）進(jìn)行編程設(shè)定。預(yù)分頻器值的可選范圍是： 028-1。頻率分割因子可選擇的值為16，32，64，128。使用下面公式來(lái)計(jì)算看門狗定時(shí)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘周期：w 計(jì)數(shù)時(shí)鐘周期 = 1/ (PCLK / (預(yù)分頻器值 + 1) / 分割因子)（續(xù)）w 一旦看門狗定時(shí)器被啟動(dòng)工作，看門狗定時(shí)器中的計(jì)數(shù)常數(shù)寄存器（WTDAT）就無(wú)法自動(dòng)的重載到計(jì)數(shù)寄存器（WTCNT）中。因此，應(yīng)該在看門狗定時(shí)器啟動(dòng)工作之前，通過(guò)初始化編程使計(jì)數(shù)常數(shù)寫入計(jì)數(shù)寄存器（WTCNT）中。7.2.2 看門狗控制寄

5、存器看門狗控制寄存器w 看門狗控制寄存器WTCON ：0 x53000000 w 可讀寫 w 0 x8021=?w （0021）=？計(jì)數(shù)常數(shù)寄存器WTDAT：0X53000004 讀寫，存儲(chǔ)看門狗定時(shí)器的溢出時(shí)間間隔（溢出到0，減到0），存儲(chǔ)計(jì)數(shù)常數(shù)（與定時(shí)時(shí)間的關(guān)系：） t=40s PCLK=50MHz WTCON=0X0021 計(jì)數(shù)常數(shù)=？使用實(shí)例使用實(shí)例w 目的：定時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)，防止系統(tǒng)軟件死鎖目的：定時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)，防止系統(tǒng)軟件死鎖w 電路設(shè)計(jì)：圖電路設(shè)計(jì)：圖7-3w 軟件初始化看門狗：軟件初始化看門狗： WTDAT=? WTCNT=?(0X53000008 讀寫讀寫) WTCON=?（使能

6、看門狗等）（使能看門狗等）應(yīng)用：在系統(tǒng)程序的適當(dāng)?shù)胤皆O(shè)置重復(fù)看門狗計(jì)數(shù)器的應(yīng)用：在系統(tǒng)程序的適當(dāng)?shù)胤皆O(shè)置重復(fù)看門狗計(jì)數(shù)器的指令（上次執(zhí)行看門狗計(jì)數(shù)器重置指令到本次執(zhí)行看指令（上次執(zhí)行看門狗計(jì)數(shù)器重置指令到本次執(zhí)行看門狗計(jì)數(shù)器重復(fù)指令的間隔小于監(jiān)視時(shí)間間隔。門狗計(jì)數(shù)器重復(fù)指令的間隔小于監(jiān)視時(shí)間間隔。作用與功能：作用與功能： 7.3 RTC部件w 實(shí)時(shí)時(shí)鐘部件RTC是用于提供年、月、日、時(shí)、分、秒、星期等實(shí)時(shí)時(shí)間信息的定時(shí)部件（系統(tǒng)斷電下由后備電池供電）。 w RTC部件可以將年、月、日、時(shí)、分、秒、星期等信息的8位數(shù)據(jù)以BCD碼格式輸出。它由外部時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)工作，外部時(shí)鐘頻率為32.768 kHz晶

7、體。同時(shí)RTC部件還可以具有報(bào)警功能。 主要特點(diǎn)w 年、月、日、時(shí)、分、秒、星期等信息采用BCD碼表示。w 閏年發(fā)生器。w 具有報(bào)警功能，能提供報(bào)警中斷或者系統(tǒng)在節(jié)電模式下的喚醒。w 擁有獨(dú)立的電源引腳（RTCVDD）。w 支持RTOS內(nèi)核時(shí)間片所需的毫秒計(jì)時(shí)中斷。w 進(jìn)位復(fù)位功能。w 圖功能框圖 內(nèi)部基準(zhǔn)工作頻率：內(nèi)部基準(zhǔn)工作頻率：內(nèi)閏年發(fā)生器，硬件實(shí)現(xiàn)千年蟲問(wèn)題內(nèi)閏年發(fā)生器，硬件實(shí)現(xiàn)千年蟲問(wèn)題內(nèi)部報(bào)警寄存器（）設(shè)置內(nèi)部報(bào)警寄存器（）設(shè)置報(bào)警使能報(bào)警時(shí)間條件，激活報(bào)警中斷信報(bào)警使能報(bào)警時(shí)間條件，激活報(bào)警中斷信號(hào)（）號(hào)（）w RTC的時(shí)間片計(jì)時(shí)器用于產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求，TICNT 寄存器有一個(gè)中

8、斷使能位，和計(jì)數(shù)器中的值一起用來(lái)控制中斷。當(dāng)計(jì)數(shù)器的值變?yōu)?時(shí)，引起時(shí)間片計(jì)時(shí)中斷。中斷信號(hào)的周期用下列公式計(jì)算：w 周期（）=( n + 1 )/128s w （）：時(shí)間片計(jì)數(shù)器中的值控制寄存器控制寄存器控制寄存器：讀寫控制寄存器：讀寫時(shí)間片計(jì)數(shù)器：讀寫時(shí)間片計(jì)數(shù)器：讀寫報(bào)警控制寄存器：讀寫報(bào)警控制寄存器：讀寫報(bào)警秒數(shù)寄存器：讀寫報(bào)警秒數(shù)寄存器：讀寫報(bào)警分?jǐn)?shù)寄存器：讀寫報(bào)警分?jǐn)?shù)寄存器：讀寫報(bào)警時(shí)數(shù)寄存器：讀寫報(bào)警時(shí)數(shù)寄存器：讀寫報(bào)警日數(shù)寄存器：讀寫報(bào)警日數(shù)寄存器：讀寫報(bào)警月數(shù)寄存器：讀寫報(bào)警月數(shù)寄存器：讀寫報(bào)警年數(shù)寄存器：讀寫報(bào)警年數(shù)寄存器：讀寫循環(huán)復(fù)位寄存器：讀寫循環(huán)復(fù)位寄存器：讀寫秒數(shù)據(jù)

9、寄存器：讀寫秒數(shù)據(jù)寄存器：讀寫分?jǐn)?shù)據(jù)寄存器：讀寫分?jǐn)?shù)據(jù)寄存器：讀寫時(shí)數(shù)據(jù)寄存器：讀寫時(shí)數(shù)據(jù)寄存器：讀寫日數(shù)據(jù)寄存器：讀寫日數(shù)據(jù)寄存器：讀寫星期數(shù)據(jù)寄存器：讀寫星期數(shù)據(jù)寄存器：讀寫月數(shù)據(jù)寄存器：讀寫月數(shù)據(jù)寄存器：讀寫年數(shù)據(jù)寄存器：讀寫年數(shù)據(jù)寄存器：讀寫編程實(shí)例編程實(shí)例根據(jù)根據(jù)P171實(shí)例，考查實(shí)例，考查C語(yǔ)言的編程（主程序，三個(gè)子程語(yǔ)言的編程（主程序，三個(gè)子程序），特殊符號(hào)），測(cè)試學(xué)生讀懂程序的能力序），特殊符號(hào)），測(cè)試學(xué)生讀懂程序的能力7.4 Timer7.4 Timer部件部件w Timer部件主要是用于提供定時(shí)功能、脈寬調(diào)制（PWM）功能的部件，它的應(yīng)用比較靈活，對(duì)于需要一定頻率的脈沖信號(hào)

10、、一定時(shí)間間隔的定時(shí)信號(hào)的應(yīng)用場(chǎng)合，它都能提供應(yīng)用支持。 w S3C2410內(nèi)有5個(gè)16位的Timers部件， 圖7-6： Timers0 Timers1 (分頻器、分割器) Timers2 Timers3 Timers4 （分頻器、分割器）基本定時(shí)器操作w Timer部件內(nèi)部寄存器 定時(shí)器配置寄存器0(TCFG0) 讀寫 0 x51000000 設(shè)置預(yù)分頻 定時(shí)器配置寄存器1(TCFG1) 讀寫 0 x51000004 設(shè)置分割器值 定時(shí)器輸入時(shí)鐘頻率=PCLK/(預(yù)分頻系數(shù)+1)/(分割器值) 定時(shí)器控制寄存器(TCON) 讀寫 0 x51000008 Timer0計(jì)數(shù)緩沖寄存器和比較緩沖寄存器（TCNTB0/TCMPB0） 讀寫 0 x51000010 Timer0計(jì)數(shù)觀察寄存器（TCNTO0）只讀 0 x51000