ARM筆記：定时器中断的应用

s3c2440芯片中一共有5个16位的定时器，其中有4个定时器（定时器0~定时器3）具有脉宽调制功能,即他们都有个输出引脚，可以通过定时器来控制引脚周期性的高低电平变化，定时器4没有输出引脚。上次脱机运行PWM测试程序实验的时候就用到了这块，所以这次将PWM和定时器放在一起来学习。

定时器部件的时钟源为PCLK，首先通过两个8位预分频器降低频率，定时器0和1共用第一个预分频器，2，3，4共用第二个预分频器。

预分频器输出接入第二级分频器，可以生成5种分频信号(1/2，1/4，1/8，1/16，TCLK)，其中8位预分频器是可编程，根据装载值来分频PCLK，值储存在TCFG0和TCFG1中。

定时器内部控制逻辑工作流程如下：

1.程序初始，先设置TCMPBn、TCNTBn这两个寄存器，分别表示定时器n的比较值和初始计数值。

2.然后设置TCON寄存器启动定时器n，这时TCMPBn、TCNTBn值将被装入内部寄存器TCMPn、TCNTn。在定时器n的工作频率下，TCNTn开始减1计数，其值可以通过读取TCNTOn得知。

3.当TCNTn值等于TCMPn值的时候，定时器n的输出管脚TOUTn反转；TCNTn继续减1计数。

4.当TCNTn值为0，输出管脚TOUTn再次反转，并触发定时器n中断(中断使能)。

5.当TCNTn值为0，如果在TCON寄存器中将定时器n设为自动加载，则TCMPBn、TCNTBn值将被自动装入内部寄存器TCMPn、TCNTn中，进入下一个计数流程。

定时器n的输出管脚TOUTn初始状态为高电平，然后会两次反转，

也可以通过TCON寄存器设定其初始电平，这样输出就完全反相了。

通过设置TCMPBn、TCNTBn可以设置TOUTn输出信号的占空比，这样就是所谓的PWM。这里PWM的原理就不做介绍了。

下面介绍定时器的几种重要寄存器，每一种我们都以定时器0为例。

TCFG0寄存器

[7:0]，[15:8]各8位分别被用于控制预分频器0，1，值为0~255。经过预分频器出来的时钟频率为：PCLK/(prescaler+1)。

TCFG1寄存器

经过预分频器得到的时钟将进入2次分频，这个寄存器就是设置2次分频系数的。这样定时器的工作频率为：PCLK/(prescaler+1)/(divider value)，其中prescaler=0~255，divider value=2，4，6，8。

TCFG0和TCFG1这两个寄存器来配置定时器的频率，即要确定TCNTOn每递减一个数所需要的时间，它们之间是倒数的关系。具体的计算公式为：

定时器输出时钟频率=PCLK ÷ (prescaler+1) ÷ divider

其中prescaler值由TCFG0决定，divider值由TCFG1决定，而prescaler只能取0~255之间的整数，divider只能取2、4、8和16。比如已知PCLK为50MHz，而我们想得到某一定时器的输出时钟频率为25kHz，则依据公式可以使prescaler等于249，divider等于8。有了这个输出时钟频率，理论上我们通过设置寄存器TCNTBn就可以得到任意与0.04毫秒（1÷25000×1000）成整数倍关系的时间间隔了。例如我们想要得到1秒钟的延时，则使TCNTBn为25000（1000÷0.04）即可。

TCON寄存器

TCON寄存器位[3:0]、[11:8]、[15:12]、[19:16]、[22:20]分别用于定时器0~4，位[4]为死区使能位，[7:5]为保留位。除了定时器4没有输出反转位外，其他位功能相似，这里以定时器0为例加以说明。位[0]开启停止位：0停止定时器，1开始定时器。[1]手动更新位：0无用，1将TCNTBn/TCMPBn寄存器的值装入内部寄存器TCNTnTCMPn中。[2]输出反转：0不反转，1反转。[3]自动加载：0不自动加载，1自动加载。

TCNTBn/TCMPBn寄存器

TCNTOn寄存器

下面就具体介绍如何实现PWM功能。

1、PWM是通过引脚TOUT0~TOUT3输出的，而这4个引脚是与GPB0~GPB3复用的，因此要实现PWM功能首先要把相应的引脚配置成TOUT输出。

2、再设置定时器的输出时钟频率，它是以PCLK为基准，再除以用寄存器TCFG0配置的prescaler参数，和用寄存器TCFG1配置的divider参数。

3、然后设置脉冲的具体宽度，它的基本原理是通过寄存器TCNTBn来对寄存器TCNTn（内部寄存器）进行配置计数，TCNTn是递减的，如果减到零，则它又会重新装载TCNTBn里的数，重新开始计数，而寄存器TCMPBn作为比较寄存器与计数值进行比较，当TCNTn等于TCMPBn时，TOUTn输出的电平会翻转，而当TCNTn减为零时，电平会又翻转过来，就这样周而复始。因此这一步的关键是设置寄存器TCNTBn和TCMPBn，前者可以确定一个计数周期的时间长度，而后者可以确定方波的占空比。由于s3c2440的定时器具有双缓存，因此可以在定时器运行的状态下，改变这两个寄存器的值，它会在下个周期开始有效。

4、最后就是对PWM的控制，它是通过寄存器TCON来实现的，当不想计数了，可以使自动重载无效，这样在TCNTn减为零后，不会有新的数加载给它，那么TOUTn输出会始终保持一个电平（输出反转位为0时，是高电平输出；输出反转位为1时，是低电平输出），这样就没有PWM功能了，因此这一位可以用于停止PWM。

S3C2440 定时器总结：

定时器0配置步骤：（其他的也类似）

1.配置TCFG0，第一级分频系数

2.配置TCFG1，第二级分频系数

3.配置TCNTB0，定时器计数初始值

4.配置TCON0，启动定时器和更新定时器计数值

如果有中断：

5.向中断向量表timer0安装中断服务函数

6.使能定时器中断，INTMSK