【正点原子Linux连载】第十八章 EPIT定时器试验--摘自【正点原子】I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南V1.0

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2019-12-6 16:56 上传

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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. <font size="4"><font size="4">#ifndef _BSP_EPITTIMER_H
   
2. #define _BSP_EPITTIMER_H
   
3. /***************************************************************
   
4.   Copyright &#169; 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. 0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 */
    
16. void epit1_init(unsignedint frac,unsignedint value);
    
17. void epit1_irqhandler(void);
    
18. 
    
19. #endif
    
20.    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：</font></font>

复制代码

示例代码18.3.2 bsp_epittimer.c文件代码

1. /***************************************************************
   
2. Copyright &#169; zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rightsreserved.
   
3. 文件名   : bsp_epittimer.c
   
4. 作者     : 左忠凯
   
5. 版本     : V1.0
   
6. 描述     : EPIT定时器驱动文件。
   
7. 其他     : 配置EPIT定时器，实现EPIT定时器中断处理函数
   
8. 论坛     : www.openedv.com
   
9. 日志     : 初版V1.0 2019/1/5 左忠凯创建
   
10. ***************************************************************/
    
11.   #include "bsp_epittimer.h"
    
12.   #include "bsp_int.h"
    
13.   #include "bsp_led.h"
    
14. 
    
15. /*
    
16.    * @description     : 初始化EPIT定时器.
    
17.    *                      EPIT定时器是32位向下计数器,时钟源使用ipg=66Mhz      
    
18.    * @param – frac   : 分频值，范围为0~4095，分别对应1~4096分频。
    
19.    * @param - value  : 倒计数值。
    
20.   * @return           :无
    
21.   */
    
22. void epit1_init(unsignedint frac,unsignedint value)
    
23. {
    
24.   if(frac >0XFFF)
    
25.   frac =0XFFF;
    
26.   EPIT1->CR =0;/* 先清零CR寄存器 */
    
27. 
    
28.   /*
    
29.       * CR寄存器:
    
30.        * bit25:24 01 时钟源选择Peripheral clock=66MHz
    
31.        * bit15:4  frac 分频值
    
32.        * bit3: 1  当计数器到0的话从LR重新加载数值
    
33.        * bit2: 1  比较中断使能
    
34.        * bit1:    1  初始计数值来源于LR寄存器值
    
35.        * bit0:    0  先关闭EPIT1
    
36.        */
    
37.   EPIT1->CR =(1<<24| frac <<4|1<<3|1<<2|1<<1);
    
38.   EPIT1->LR = value;   /* 加载寄存器值  */
    
39.   EPIT1->CMPR =0;   /* 比较寄存器值  */
    
40. 
    
41.   /* 使能GIC中对应的中断  */
    
42.   GIC_EnableIRQ(EPIT1_IRQn);
    
43. 
    
44.   /* 注册中断服务函数     */
    
45.   system_register_irqhandler(EPIT1_IRQn,
    
46. (system_irq_handler_t)epit1_irqhandler,
    
47. NULL);
    
48.   EPIT1->CR |=1<<0;/* 使能EPIT1 */
    
49. }
    
50. 
    
51. /*
    
52.   * @description    : EPIT中断处理函数
    
53.   * @param            :无
    
54.   * @return           :无
    
55.   */
    
56. void epit1_irqhandler(void)
    
57. {
    
58.   staticunsignedchar state =0;
    
59.   state =!state;
    
60.   if(EPIT1->SR &(1<<0))    /* 判断比较事件发生         */
    
61.   {
    
62.   led_switch(LED0, state); /* 定时器周期到，反转LED    */
    
63.   }
    
64.   EPIT1->SR |=1<<0; /* 清除中断标志位          */
    
65. }

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

1. <font face="宋体">/**************************************************************
   
2. Copyright &#169; zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
   
3. 文件名   : mian.c
   
4. 作者     : 左忠凯
   
5. 版本     : V1.0
   
6. 描述     : I.MX6U开发板裸机实验10 EPIT定时器实验
   
7. 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
   
8.             EPIT定时器来实现定时功能，巩固Cortex-A的中断知识。
   
9. 论坛     : www.openedv.com
   
10. 日志     : 初版V1.0 2019/1/4 左忠凯创建
    
11. **************************************************************/
    
12. 1  #include "bsp_clk.h"
    
13. 2  #include "bsp_delay.h"
    
14. 3  #include "bsp_led.h"
    
15. 4  #include "bsp_beep.h"
    
16. 5  #include "bsp_key.h"
    
17. 6  #include "bsp_int.h"
    
18. 7  #include "bsp_epittimer.h"
    
19. 8
    
20. 9/*
    
21. 10  * @description  : main函数
    
22. 11  * @param        : 无
    
23. 12  * @return       : 无
    
24. 13  */
    
25. 14int main(void)
    
26. 15{
    
27. 16        int_init();        /* 初始化中断(一定要最先调用！)         */
    
28. 17        imx6u_clkinit();        /* 初始化系统时钟        */
    
29. 18        clk_enable();        /* 使能所有的时钟        */
    
30. 19        led_init();        /* 初始化led                             */
    
31. 20        beep_init();        /* 初始化beep                            */
    
32. 21        key_init();        /* 初始化key                             */
    
33. 22        epit1_init(0,66000000/2);        /* 初始化EPIT1定时器，1分频
    
34. 23                         * 计数值为:66000000/2，也就是
    
35. 24                         * 定时周期为500ms。
    
36. 25                         */
    
37. 26        while(1)
    
38. 27        {
    
39. 28        delay(500);
    
40. 29        }
    
41. 30
    
42. 31                return0;
    
43. 32}</font>
    

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：

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

示例代码18.4.1.1  Makefile文件代码

       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：

1. chmod 777 imxdownload                     //给予imxdownload可执行权限，一次即可
   
2. ./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。

宇智波白

帮顶                                 

jackieatwuxi

IMX6ULL 参考手册中关于只有寄存器EPIT1和EPIT2，可以认为整个芯片这样的增强的周期中断定时器就只有2个 ？