s3c2440定时器中断的应用

在前面的几篇文章中，每当程序需要延时时，我们是利用循环语句来实现。这种方法的延时简单，但不是很精确，就是说不能得到确切的一段时间的延时。因此当需要精确延时时，就不能采用这种方法了。一般是利用定时器来实现。在这里，我们就介绍一下s3c2440定时器的使用方法。
 
在讲解之前，先介绍一下s3c2440时钟系统。一般来说，MCU的主时钟源主要是外部晶振或外部时钟，而用的最多的是外部晶振。在正确情况下，系统内所使用的时钟都是外部时钟源经过一定的处理得到的。由于外部时钟源的频率一般不能满足系统所需要的高频条件，所以往往需要PLL（锁相环）进行倍频处理。在s3c2440中，有2个不同的PLL，一个是MPLL，另一个是UPLL。UPLL是给USB提供48MHz。在这里，我们主要介绍MPLL。外部时钟源经过MPLL处理后能够得到三个不同的系统时钟：FCLK、HCLK和PCLK。FCLK是主频时钟，用于ARM920T内核；HCLK用于AHB总线设备，如ARM920T，内存控制，中断控制，LCD控制，DMA以及USB主模块；PCLK用于APB总线设备，如外围设备的看门狗，IIS，I2C，PWM，MMC接口，ADC，UART，GPIO，RTC以及SPI。这三个系统时钟（FCLK、HCLK和PCLK）是有一定的比例关系，这种关系是通过寄存器CLKDIVN中的HDIVN位和PDIVN位来控制的，因此我们只要知道了FCLK，再通过这两位的控制，就能确定HCLK和PCLK。而FCLK是如何得到的呢？它是通过输入时钟（即外部时钟源）的频率，经过一个计算公式（具体公式请查阅数据手册）得到的，这个计算公式还需要三个参数（MDIV、PDIV、SDIV），而这三个参数是经过寄存器MPLLCON配置得到的。最后，我们用最清晰的线路来绘制一下时钟的产生过程：外部时钟源→通过寄存器MPLLCON得到FCLK→再通过寄存器CLKDIVN得到HCLK和PCLK。这个配置过程在启动文件中就已完成。在本开发板上，外部晶振为12MHz，进过MPLL倍频以后得到400MHz的FCLK，而FCLK、HCLK、PCLK之间的比例关系为1：4：8，因此HCLK为100MHz，PCLK为50MHz。
 
s3c2440的时钟系统就介绍到这里，我们再回到定时器的配置上来。如何才能得到精确的定时呢？那就要靠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。
 
下面我们通过一段程序来演示利用定时器得到精确延时。这里我们用到的是定时器4。这段程序的作用是让蜂鸣器每隔2秒钟响一次，持续时间为0.5秒，蜂鸣器响的同时伴随着LED亮。
 
#define _ISR_STARTADDRESS 0x33ffff00
 
#define U32 unsigned int
 
#define pISR_TIMER4         (*(unsigned *)(_ISR_STARTADDRESS+0x58))
 
 
#define rSRCPND     (*(volatile unsigned *)0x4a000000)     //Interrupt request status
#define rINTMSK     (*(volatile unsigned *)0x4a000008)      //Interrupt mask control
#define rINTPND     (*(volatile unsigned *)0x4a000010)      //Interrupt request status
 
#define rGPBCON    (*(volatile unsigned *)0x56000010)      //Port B control
#define rGPBDAT    (*(volatile unsigned *)0x56000014)       //Port B data
#define rGPBUP     (*(volatile unsigned *)0x56000018) //Pull-up control B
 
#define rTCFG0  (*(volatile unsigned *)0x51000000)      //Timer 0 configuration
#define rTCFG1  (*(volatile unsigned *)0x51000004)      //Timer 1 configuration
#define rTCON   (*(volatile unsigned *)0x51000008)      //Timer control
#define rTCNTB4 (*(volatile unsigned *)0x5100003c)       //Timer count buffer 4
 
void __irq Timer4_ISR(void)
{
       static int count;
       count ++;
       rSRCPND = rSRCPND | (0x1<<14);
       rINTPND = rINTPND | (0x1<<14);
       //每隔2秒蜂鸣器响一次，持续时间为0.5秒，并伴随着LED亮
       if (count % 4 ==0)
              rGPBDAT = ~0x1e0;            //蜂鸣器响，LED亮
       else if (count % 4 ==1)
              rGPBDAT = 0x1e0;      //蜂鸣器不响，LED灭
}
 
 
void Main(void)
{
       rGPBCON = 0x155555;               //B0输出，给蜂鸣器；B5~B8输出，给LED
       rGPBUP  = 0x7ff;
      
       rGPBDAT = 0x1e0;      //蜂鸣器不响，LED灭
      
       rSRCPND = rSRCPND | (0x1<<14);
       rINTPND = rINTPND | (0x1<<14);
       rINTMSK = ~(0x1<<14);            //打开定时器4中断
         
       rTCFG0 &= 0xFF00FF;
       rTCFG0 |= 0xf900;        // prescaler等于249
       rTCFG1 &= ~0xF0000;   
       rTCFG1 |= 0x20000;     //divider等于8，则设置定时器4的时钟频率为25kHz
       rTCNTB4 = 12500;              //让定时器4每隔0.5秒中断一次
      
       rTCON &= ~0xF00000;
       rTCON |= 0x700000;
       rTCON &= ~0x200000 ;              //定时器4开始工作
      
          
       pISR_TIMER4 = (U32)Timer4_ISR;
     
       while(1)
       {
              ;         
       }    
}