第04章-2、定時(shí)器

1、LOGO第四章 LPC1700系列處理器基本接口技術(shù)4.2 定時(shí)器LPC1700定時(shí)器特性LPC1700系列芯片具有4個(gè)32位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器。時(shí)器對(duì)外設(shè)時(shí)鐘（PCLK）周期或外部時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，可選擇產(chǎn)生中斷或根據(jù)匹配寄存器的設(shè)定，在到達(dá)指定的定時(shí)值時(shí)執(zhí)行其它動(dòng)作（輸出高/低電平、翻轉(zhuǎn)或者無動(dòng)作）。捕獲輸入用于在輸入信號(hào)發(fā)生跳變時(shí)捕獲定時(shí)器值，并可選擇產(chǎn)生中斷。 4個(gè)定時(shí)器可用做對(duì)內(nèi)部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)的間隔定時(shí)器，或者通過捕獲輸入實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制，也可以作為自由運(yùn)行的定時(shí)器。 4個(gè)定時(shí)器除了外設(shè)基地址以外，其它功能都相同。 定時(shí)器應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)內(nèi)部事件計(jì)數(shù)的內(nèi)部計(jì)數(shù)器通過捕獲輸入實(shí)現(xiàn)脈沖寬度調(diào)制器普通定

2、時(shí)器定時(shí)器引腳功能描述引腳類型功能描述CAP01:0CAP11:0CAP21:0CAP31:0輸入捕獲信號(hào)捕獲信號(hào) 捕獲管腳的跳變可配置為將定時(shí)器值裝入一個(gè)捕獲寄存器，并可選擇產(chǎn)生一個(gè)中斷?？蛇x擇多個(gè)管腳用作捕獲功能，當(dāng)有多個(gè)管腳被選擇用作一個(gè)TIMER0/1 通道的捕獲輸入時(shí)，使用編號(hào)最小的管腳。MAT01:0MAT12:0MAT23:0MAT33:0輸出外部匹配輸出外部匹配輸出 0/1 當(dāng)匹配寄存器0/1（MR3:0）等于定時(shí)器計(jì)數(shù)器（TC）時(shí)，該輸出可翻轉(zhuǎn)，變?yōu)榈碗娖?、變?yōu)楦唠娖交虿蛔?。外部匹配寄存器（EMR）控制該輸出的功能?？蛇x擇多個(gè)管腳并行用作匹配輸出功能。定時(shí)器寄存器功能描述中斷

3、寄存器（T0/1/2/3IR） 中斷寄存器包含4個(gè)位用于匹配中斷，4個(gè)位用于捕獲中斷。如果有中斷產(chǎn)生，IR中的對(duì)應(yīng)位會(huì)置位，否則為0。向?qū)?yīng)的IR位寫入1復(fù)位中斷，寫入0無效。定時(shí)器寄存器功能描述定時(shí)器控制寄存器（T0/1/2/3CR） 計(jì)數(shù)控制器（T0/1/2/3CTCR）該寄存器用來選擇定時(shí)器或計(jì)數(shù)器模式，計(jì)數(shù)器模式下選擇計(jì)數(shù)的管腳和邊沿。 定時(shí)器寄存器功能描述當(dāng)選擇工作在計(jì)數(shù)器模式時(shí)，在每個(gè)PCLK時(shí)鐘的上升沿對(duì)CAP輸入（由CTCR位3：2選擇）進(jìn)行采樣。比較完CAP輸入的2次連續(xù)采樣結(jié)果后，可以識(shí)別下面四個(gè)事件中的一個(gè)：上升沿、下降沿、任一邊沿或選擇的CAP輸入的電平無變化。只要識(shí)別

4、到的事件與 CTCR寄存器中位1：0選擇的事件相對(duì)應(yīng)時(shí)，定時(shí)器計(jì)數(shù)器寄存器加1。 計(jì)數(shù)器的外部時(shí)鐘源的操作受到一些限制。由于PCLK時(shí)鐘的2個(gè)連續(xù)的上升沿用來識(shí)別CAP選擇輸入的一個(gè)邊沿，所以CAP輸入的頻率不能大于1/2個(gè)PCLK時(shí)鐘。因此，這種情況下同一CAP輸入的高/低電平持續(xù)時(shí)間不能小于1/（2*PCLK）。定時(shí)器寄存器功能描述定時(shí)器計(jì)數(shù)器寄存器（T0/1/2/3TC） 當(dāng)預(yù)分頻計(jì)數(shù)器到達(dá)計(jì)數(shù)的上限時(shí)，32 位定時(shí)器計(jì)數(shù)器加1。如果TC在到達(dá)計(jì)數(shù)上限之前沒有被復(fù)位，它將一直計(jì)數(shù)到0 xFFFFFFFF然后翻轉(zhuǎn)到0 x00000000。該事件不會(huì)產(chǎn)生中斷。如果需要，可用匹配寄存器檢測(cè)溢出

5、。思考：如果定時(shí)器工作在定時(shí)器模式，PCLK頻率為10MHz，定時(shí)器可產(chǎn)生的最長(zhǎng)時(shí)間間隔是多少？定時(shí)器寄存器功能描述預(yù)分頻寄存器（T0/1/2/3PR） 32 位預(yù)分頻寄存器指定預(yù)分頻計(jì)數(shù)器的最大值。TC每經(jīng)過PR+1個(gè)PCLK加1。 預(yù)分頻計(jì)數(shù)器寄存器（T0/1/2/3PC） 預(yù)分頻計(jì)數(shù)器使用某個(gè)常量來控制PCLK的分頻。預(yù)分頻計(jì)數(shù)器每個(gè)PCLK周期加1，當(dāng)其到達(dá)預(yù)分頻寄存器PR中保存的值時(shí)，定時(shí)器計(jì)數(shù)器TC加1，預(yù)分頻計(jì)數(shù)器PC在下個(gè)PCLK周期復(fù)位。這樣就使得當(dāng)PR=0時(shí)，每個(gè)PCLK周期TC加1，當(dāng)PR=1時(shí)，每?jī)蓚€(gè)PCLK周期TC加1，以此類推。定時(shí)器寄存器功能描述匹配寄存器（MR0

6、-MR3）匹配寄存器值連續(xù)與定時(shí)器計(jì)數(shù)值相比較。當(dāng)兩個(gè)值相等時(shí)自動(dòng)觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作（產(chǎn)生中斷，復(fù)位定時(shí)器計(jì)數(shù)器或停止定時(shí)器）。具體執(zhí)行什么動(dòng)作由MCR寄存器控制。寄存器地址詳見表5.25。 匹配控制寄存器（T0/1/2/3MCR-0 xE0004014，0 xE0008014，0 xE0070014，0 xE0074014） 定時(shí)器寄存器功能描述捕獲寄存器（CR0-CR3） 每個(gè)捕獲寄存器都與一個(gè)器件管腳相關(guān)聯(lián)。當(dāng)管腳發(fā)生特定的事件時(shí)，可將定時(shí)器計(jì)數(shù)值裝入該寄存器。捕獲控制寄存器的設(shè)定決定捕獲功能是否使能以及捕獲事件在管腳的上升沿、下降沿或是雙邊沿發(fā)生。寄存器地址詳見表5.25。 捕獲控制寄存器（

7、T0/1/2/3CCR-0 xE0004028，0 xE0008028，0 xE0070028，0 xE0074028） 當(dāng)發(fā)生捕獲事件時(shí)，捕獲控制寄存器用于控制將定時(shí)器計(jì)數(shù)值是否裝入4個(gè)捕獲寄存器中的一個(gè)以及是否產(chǎn)生中斷。同時(shí)設(shè)置上升沿和下降沿位也是有效的配置，這樣會(huì)在雙邊沿觸發(fā)捕獲事件。 定時(shí)器寄存器功能描述外部匹配寄存器（T0/1/2/3EMR-0 xE000403C，0 xE000803C，0 xE007003C，0 xE007403C） 外部匹配寄存器提供外部匹配管腳MAT0-3的控制和狀態(tài) 。定時(shí)器應(yīng)用舉例定時(shí)器寄存器相關(guān)宏定義為了方便用戶使用定時(shí)器相關(guān)寄存器，在頭文件中定義了定時(shí)

8、器寄存器的結(jié)構(gòu)體類型以及4個(gè)定時(shí)器的結(jié)構(gòu)體指針宏。typedef struct /結(jié)構(gòu)體中寄存器的安排嚴(yán)格按照寄存器地址的先后順序 各寄存器定義 LPC_TIM_TypeDef;/APB1與APB2總線基地址宏定義#define LPC_APB0_BASE (0 x40000000UL)#define LPC_APB1_BASE (0 x40080000UL)/定時(shí)器T0-T3基地址宏定義#define LPC_TIM0_BASE (LPC_APB0_BASE + 0 x04000)#define LPC_TIM1_BASE (LPC_APB0_BASE + 0 x08000)#define

9、LPC_TIM2_BASE (LPC_APB1_BASE + 0 x10000)#define LPC_TIM3_BASE (LPC_APB1_BASE + 0 x14000)/定時(shí)器T0-T3結(jié)構(gòu)體指針宏定義#define LPC_TIM0 (LPC_TIM_TypeDef *) LPC_TIM0_BASE )#define LPC_TIM1 (LPC_TIM_TypeDef *) LPC_TIM1_BASE )#define LPC_TIM2 (LPC_TIM_TypeDef *) LPC_TIM2_BASE )#define LPC_TIM3 (LPC_TIM_TypeDef *) LP

10、C_TIM3_BASE )定時(shí)器應(yīng)用舉例用查詢方式使用定時(shí)器用查詢方式使用定時(shí)器可以提供非常準(zhǔn)確的延時(shí)時(shí)間。但在該方式中處理器被獨(dú)占，系統(tǒng)效率低，所以在實(shí)際應(yīng)用中不宜大量使用這種方式。函數(shù)delayMs使用定時(shí)器0或1產(chǎn)生毫秒級(jí)的延時(shí)。函數(shù)共有兩個(gè)參數(shù)：timer_num為定時(shí)器序號(hào)，delayInMs為延時(shí)時(shí)間，單位為毫秒。由于定時(shí)器時(shí)鐘由Fpclk提供，當(dāng)預(yù)分頻寄存器PR設(shè)為0時(shí)，計(jì)數(shù)Fpclk個(gè)時(shí)鐘周期為1秒。所以延時(shí)要以毫秒為基本單位就可以設(shè)置MR寄存器為Fpclk/1000的整數(shù)倍。對(duì)Fpclk的設(shè)置請(qǐng)參閱系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置相關(guān)章節(jié)。定時(shí)器應(yīng)用舉例中斷方式使用定時(shí)器 在實(shí)際應(yīng)用中一般要求處

11、理器間隔固定時(shí)間作相應(yīng)處理，如定時(shí)讀取外部數(shù)據(jù)或刷新數(shù)碼管顯示等等。這時(shí)使用定時(shí)器中斷功能就非常有必要。而且在這種方式下定時(shí)器與處理器可以并行工作，等計(jì)數(shù)完成定時(shí)器通過中斷通知處理器轉(zhuǎn)而執(zhí)行中斷服務(wù)程序。這樣的使用方式可以提高系統(tǒng)的效率。程序首先要初始化使用的定時(shí)器，init_timer（）函數(shù)執(zhí)行內(nèi)容包括設(shè)置定時(shí)器的匹配寄存器MRn和匹配控制寄存器MCRn，還有安裝定時(shí)器中斷服務(wù)函數(shù)等。該函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)：timer_num為初始化定時(shí)器序號(hào)，TimerInterval為Fpclk周期數(shù)也即定時(shí)器中斷間隔時(shí)間?？撮T狗功能使用看門狗（WD，Watchdog）是在系統(tǒng)進(jìn)入錯(cuò)誤狀態(tài)后，為了防止系統(tǒng)死

12、機(jī)，在一段合理時(shí)間內(nèi)復(fù)位系統(tǒng)?？撮T狗使能后，如果用戶軟件在看門狗預(yù)設(shè)的時(shí)間內(nèi)沒有“喂狗”（或叫重裝）看門狗定時(shí)器，系統(tǒng)將被復(fù)位。 特性帶內(nèi)部預(yù)分頻器的可編程32位定時(shí)器； 可選擇WDCLK4倍數(shù)的時(shí)間周期：從(WDCLK2564)到(WDCLK2324)。 看門狗時(shí)鐘看門狗時(shí)鐘模塊使用兩個(gè)時(shí)鐘源：PCLK和WDCLK。PCLK被APB總線使用來訪問看門狗寄存器；WDCLK被看門狗定時(shí)器用作計(jì)數(shù)時(shí)鐘。 看門狗時(shí)鐘WDCLK可以選擇RTC時(shí)鐘、內(nèi)部RC晶振或APB總線設(shè)備時(shí)鐘PCLK。這樣系統(tǒng)可以根據(jù)不同省電環(huán)境的要求選擇看門狗使用的時(shí)鐘源。而且看門狗定時(shí)器在使用內(nèi)部時(shí)鐘源時(shí)不需要外部晶振，可以提

13、高系統(tǒng)的可靠性。 看門狗操作設(shè)置WDTC寄存器設(shè)定看門狗重裝常數(shù)；通過WDMOD寄存器設(shè)定工作模式；通過向WDFEED寄存器先寫0 xAA后寫0 x55序列使能看門狗；看門狗應(yīng)該在計(jì)數(shù)器下溢出前重新裝入常數(shù)，避免復(fù)位或中斷發(fā)生。當(dāng)看門狗計(jì)數(shù)器下溢后將重新從0 x0開始，這與外部復(fù)位時(shí)情況相同。看門狗超時(shí)標(biāo)志位WDTOF可以用于檢測(cè)判斷看門狗是否引起了復(fù)位條件。WDTOF標(biāo)志必須使用軟件清除。 看門狗結(jié)構(gòu)寄存器描述看門狗模式寄存器（WDMOD）一旦WDEN和/或WDRESET位設(shè)置，就無法使用軟件將其清零。這兩個(gè)標(biāo)志由外部復(fù)位或看門狗定時(shí)器溢出清零。WDTOF位當(dāng)看門狗發(fā)生超時(shí)，看門狗超時(shí)標(biāo)志置

14、位。該標(biāo)志由軟件清零。WDINT位當(dāng)看門狗發(fā)生超時(shí)，看門狗中斷標(biāo)志置位。產(chǎn)生的任何復(fù)位都會(huì)使該位清零。 寄存器描述看門狗定時(shí)器常數(shù)寄存器（WDTC） WDTC寄存器決定看門狗超時(shí)值。當(dāng)喂狗時(shí)序產(chǎn)生時(shí)，WDTC的內(nèi)容重新裝入看門狗定時(shí)器。它是一個(gè)32位寄存器，低8位在復(fù)位時(shí)設(shè)置為1。寫入一個(gè)小于0 xFF的值會(huì)使0 xFF裝入WDTC，因此超時(shí)的最小時(shí)間間隔為WDCLK2564。 寄存器描述看門狗喂狗寄存器（WDFEED）向該寄存器寫入0 xAA，然后寫入0 x55會(huì)使WDTC的值重新裝入看門狗定時(shí)器。如果看門狗通過WDMOD寄存器使能，該操作還將啟動(dòng)看門狗運(yùn)行。置位WDMOD中的WDEN位不足

15、以使能看門狗。在看門狗能夠產(chǎn)生中斷/復(fù)位之前，必須完成一次有效的喂狗時(shí)序。否則，看門狗將忽略喂狗錯(cuò)誤。向WDFEED寄存器寫入0 xAA的下一個(gè)操作應(yīng)當(dāng)是向WDFEED寄存器寫入0 x55，除非看門狗被觸發(fā)。在一個(gè)喂狗時(shí)序中，一次對(duì)看門狗定時(shí)器寄存器不正確的訪問之后第二個(gè)PCLK周期將產(chǎn)生中斷/復(fù)位。 如果應(yīng)用程序開啟了其它中斷，為了保證喂狗操作的原子性（不可分割），在喂狗之前要關(guān)閉中斷，喂狗之后再開中斷。 寄存器描述看門狗定時(shí)器值寄存器（WDTV） WDTV寄存器用于讀取看門狗定時(shí)器的當(dāng)前值。當(dāng)讀出該數(shù)值時(shí)，鎖定和同步的過程需要6個(gè)WDCLK和6個(gè)PCLK周期，所以WDTV寄存器的真實(shí)值比CPU讀取出來的值要舊一些。看門狗時(shí)鐘源選擇寄存器（WDCLKSEL） 該寄存器允許選擇看門狗定時(shí)器的時(shí)鐘源。可能的選擇有：內(nèi)部RC晶振（IRC），RTC晶振，APB總線外設(shè)時(shí)鐘（PCLK）?？撮T狗操作舉例 看門狗的應(yīng)用較靈活，可以選擇看門狗超時(shí)僅產(chǎn)生中斷或產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位中斷。當(dāng)系統(tǒng)只需看門狗產(chǎn)生中斷時(shí)只設(shè)置WDEN位即可，一旦置位WDEN則只有通過系統(tǒng)復(fù)位才能復(fù)位WDEN位。WDRESET位用于設(shè)置看門狗復(fù)位定時(shí)器還是復(fù)位系統(tǒng)。