I.MX6U 裸机开发16.EPIT定时器

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编程圈子 2024-11-27 16:32:44 ©著作权

文章标签 嵌入式Linux I.MX6U 寄存器初始化 #include 文章分类 Html/CSS 前端开发

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I.MX6U 裸机开发16.EPIT定时器

一、EPIT定时器的概念

1. 基本概念

（1）时钟源
（2）12位预分频器
（3）计数器重装（Counter Reload）
（4）32位计数器寄存器（Counter Register）
（5）比较器寄存器

2. EPIT 2种工作模式

（1） set-and-forget
（2）free-running

3. 比较事件

二、IMX6ULL 的 EPIT 定时器

1. EPIT_CR
2. EPITx_SR
3. EPITx_LR
4. EPITx_CMPR
5. EPITx_CNR

三、实验程序

1. EPIT初始化
2. 主函数

一、EPIT定时器的概念

1. 基本概念

EPIT（Enhanced Periodic Interrupt Timer）是一种增强型周期性中断定时器，主要用于嵌入式系统中产生周期性的中断信号。
以汽车电子系统为例，车辆中的一些传感器数据需要按照固定的周期进行采集和处理。EPIT 定时器就可以设置一个合适的周期，每隔一段时间产生一个中断。当发生中断时，处理器就可以暂停当前的任务，转而去执行数据采集程序，比如采集车速传感器的数据。

IMX6U的 EPIT 是一个32位的向下计数器，有12位的分频值。
从《【正点原子】I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南V1.81》可以看到EPIT 定时器框图如下：

I.MX6U 裸机开发16.EPIT定时器_I.MX6U

（1）时钟源

EPIT 的时钟源可以选择 ipg_clk （66MHz），经过后面的分频器。

（2）12位预分频器

分频器有12位，0 ~ 4095分别代表 1 ~ 4096分频。
预分频器的输出连接到Prescaled clock，即分频后的时钟信号。

（3）计数器重装（Counter Reload）

用于重新加截计数器值，当计数器减到 0 的时候，

（4）32位计数器寄存器（Counter Register）

这是一个 32 位的比较寄存器，用于存储比较值。
比较寄存器的值与计数器的值通过CMP（比较器）进行比较。

（5）比较器寄存器

CMP（比较器）用于比较计数器寄存器和比较寄存器的值。
当计数器的值达到比较寄存器的值时，会产生一个中断信号。
ITIF（中断标志）和ITIE（中断使能）用于控制和指示中断状态。
EPITn_OUT是定时器的输出信号，用于外部设备的控制。

2. EPIT 2种工作模式

通过 EPIOTx_CR 可以设置EPIT的工作模式。通过手册查询该寄存器 RLD 位置作用：

I.MX6U 裸机开发16.EPIT定时器_嵌入式Linux_02

（1） set-and-forget

当 RLD为1时，计时器工作在 set-and-forget 模式，该模式即 “ 设置后就不用管 ”。
在此模式下，计数器从加载寄存器（EPIT_LR）获取数据；它不能直接从块数据总线写入。

每当计数器达到零时，EPIT_LR 中的值就会被加载到计数器中。然后这个值会递减到零。若要直接初始化计数器而不是等待计数达到零，需设置 EPIT 计数器覆写使能位（EPIT_CR [IOVW]），并使用所需的初始化值写入 EPIT_LR。

（2）free-running

当RLD为0 时，计时器工作在“自由运行”模式。在这个模式下，计数器从 0000 0000h 翻转到 FFFFFFFFh，而不会从模式寄存器重新加截值，翻转之后，计数器会继续向下计数。

要直接初始化计数器，也需要设置 EPIT 计数器覆盖使能位（EPIO_EPITCL [IOVW] ），并将所需要的初始化值写入 EPIT_LR。

3. 比较事件

当 EPIT_EPITCMPR 值与 EPIT_EPITCNR 中的值相匹配时，会设置一个比较状态标志，如果控制寄存器中的OCIEN 位被置位，还会产生一个中断。

下图是比较事件和中断的时序：

I.MX6U 裸机开发16.EPIT定时器_初始化_03

在对设置值、产生中断时序要求非常严格的情况下，需要细致了解其时序。一般的情况下，可能不需要了解如此清楚。

二、IMX6ULL 的 EPIT 定时器

IMX6ULL 共有两个 EPIT 定时器，主要包含以下寄存器。

1. EPIT_CR

EPIT_CR 是EPIT的控制寄存器，主要用于配置和控制EPIT 工作模式、时钟源、分频值、中断使能等。

I.MX6U 裸机开发16.EPIT定时器_寄存器_04

其主要有以下位域：

bit0：EN：EPIT 使能位，0 表示关闭 EPIT，1 表示使能 EPIT。
bit1：ENMOD：设置计数器初始值来源，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，1 时来源于加载寄存器。
bit2：OCIEN：比较中断使能位，0 关闭比较中断，1 使能比较中断，当计数器的值与比较寄存器中的值相等时，如果该位为 1，则会触发中断。
bit3：RLD：EPIT 工作模式选择位，0 时工作在 free-running 模式，1 时工作在 set-and-forget 模式.
bit4-15：PRESCALAR：EPIT 时钟源分频值，可设置范围 0-4095，分别对应 1-4096 分频，用于对选定的时钟源进行分频，以得到合适的计数时钟频率。
bit25-24：CLKSRC：EPIT 时钟源选择位，00 时关闭时钟源，01 选择 Peripheral 时钟（ipg_clk），10 选择 High-frequency 参考时钟（ipg_clk_highfreq），11 选择 Low-frequency 参考时钟（ipg_clk_32k）。

2. EPITx_SR

EPIT_SR 是状态寄存器，主要用于记录和提供与定时器相关的状态信息，只有bit0（OCIF）有效，表示中断状态。写1时清零。
当OCIF 位值为1时，表示发生中断，值为0的时候表示中断没有发生。
处理完定时器中断，需要清除该标志位。

3. EPITx_LR

加载寄存器，设置计数器的加载值。

4. EPITx_CMPR

比较计数器，当计数器值和CMPR一致时，产生中断。

5. EPITx_CNR

计数器寄存器，当前计数值。

三、实验程序

本实验实现 500ms 周期的定时器，在EPIT的中断服务函数中让LED闪烁。

1. EPIT初始化

/**
 * @brief EPIT初始化, 工作在 set-and-forget 模式
 */
void epit_init(EPIT_Type *base, unsigned int frac, unsigned int value) {
    if(frac > 4095){
        frac = 4095;
    }
    // 配置EPIT设置寄存器，先清0
    base->CR = 0;
    // 设置初始值为加载值 | 使能EPIT模块 | 使能中断 | 分频值 | 使能时钟
    base->CR = (1 << 1) | (1 << 2) | (1 << 3) | (frac << 4) | (1 << 24);
    // 设置加载值
    base->LR = value;
    // 设置比较值
    base->CMPR = 0;

    // 使能GIC中断
    if(base == EPIT1)
        GIC_EnableIRQ(EPIT1_IRQn);
    else
        GIC_EnableIRQ(EPIT2_IRQn);

    // 注册中断服务函数
    sys_irq_handle_register(EPIT1_IRQn, (system_irq_handler_t)epit_irqhandler, NULL);

    // 定时器使能
    base->CR |= 1 << 0;
}

分频值计算：
$I.MX6U 裸机开发16.EPIT定时器_#include_05$
其中 Tclk = 66Mhz
如果分频值是1，则1秒进中断 66M次。如果要500ms进一次，分频值设置1，计数器值设置为 66M/2。

2. 主函数

#include "inc/main.h"
#include "bsp_clk.h"
#include "bsp_delay.h"
#include "led.h"
#include "beep.h"
#include "key.h"
#include "bsp_int.h"
//#include "bsp_exti.h"
#include "bsp_epit.h"

int main(void)
{
    bsp_int_init();  /* 初始化中断 */
    imx6u_clkinit();    /* 初始化系统时钟 */
    clk_enable();   /* 使能外设时钟 */
    led_init();     /* 初始化LED */
    beep_init();    /* 初始化蜂鸣器 */
//    exti_init();    /* 初始化外部中断 */
    epit_init(EPIT1, 0, 66000000 / 2);  /* 初始化EPIT1, 1分频, 500ms中断一次 */

    while(1) {
    }
    return 0;
}

本文代码开源地址：
https://gitee.com/xundh/learn_i.mx6u.git