S3C2440 开发板实战（5）：定时器中断

一、定时器大体结构

查看芯片手册，可以找到以下定时器结构框图

从做到右看，对该图进行分析：（不考虑）

Prescaler：定时器0和1共享一个8位分频器，而定时器2、3、4共享另一个8位分频器。分频器将输入的PCLK分频为：PCLK/(prescaler+1)。

Clock divider & MUX：每个定时器有一个时钟分频器，它产生5个不同的分频信号(1/2,1/4,1/8,1/16，和TCLK)。每个定时器块从时钟分频器接收自己的时钟信号，时钟分频器从相应的8位分频器接收时钟。8位分频器是可编程的，根据加载值对PCLK进行划分，存储在TCFG0和TCFG1寄存器中。此时定时器的时钟频率为：Timer input clock Frequency = PCLK / (prescaler+1) / divider value。

Control logic：计数缓冲区寄存器(TCNTBn)有一初始值，当计时器启用时，该初始值将加载到减计数器中。比较缓冲区寄存器(TCMPBn)有一初始值，它被加载到比较寄存器中，以便与减计数器的值进行比较。TCNTBn和TCMPBn的双缓冲特性使定时器在改变频率和占空比时产生稳定的输出。每个定时器有它自己的16位减计数器，由Timer input clock Frequency 进行计数。当减计数器达到0时，产生定时器中断请求，通知CPU定时器中断。当发生中断时，TCNTBn的值自动加载到下一个计数器中，继续下一个操作。其中可以通过在计时器运行模式期间通过清除计时器启用TCONn的位让计时器停止，TCNTBn的值将不会重新加载到计数器中。

TOUTn & Dead Zone Generator：S3C2440有五个16位定时器。定时器0、1、2、3有脉冲宽度调制(PWM)功能。定时器4只有一个没有输出引脚的内部定时器。定时器0有一个死区发生器。

*PS: 

比较缓冲区寄存器(TCMPBn)用于PWM发生使用

计时器重新加载操作是自动发生的，减计数器达到0。

prescaler value = 0~255 ；divider value = 2, 4, 8, 16 

关于死区的内容在之后的博文中讲到（挖坑）

二、定时器中断程序设计

I.初始化定时器中断

这个可以类比外部中断操作（因为同样为irq模式），所以重复寄存器的具体作用在上一篇博客S3C2440 开发板实战（4）：外部中断中有提到。

在这里，我们设定终极目标是间隔0.5秒执行一次定时器中断函数。

Setp 1: 打开CPSR中 中断总开关 

mrs    r0,    cpsr

bic    r0,    r0,    #0xf    //将模式设置为user模式

bic    r0,    r0,    (1<<7)  //外部中断IRQ打开

msr    cpsr,  r0             //user模式

ldr    sp,    =0x33f00000    //设置user的栈（没啥用只是和以后的中断地址做比较）

Step 2: INTERRUPT MASK (INTMSK) REGISTER 

void init_EINT(void)

{

    INTMSK &= ~(1<<10);

    // 按键对应的中断： TIMER  ->对应的位为：10

}

Step 3: 配置定时器中断参数

这里以PCLK=50Mhz为例，对于2440来说时钟的配置很简单，具体的时钟设置请看S3C2440 开发板实战（2）：start.S初认识 + SDRAM配置 + 重定位的第二部分。

按照公式：Timer input clock Frequency = PCLK / (prescaler+1) / divider value。我们设置prescaler = 99；divider value = 16。可以计算得到定时器时钟的频率为31250hz。所以若要定时1s，计数器装在初值要为31250。按照这个参数配置，设置定时器寄存器如下：

1. TIMER CONFIGURATION REGISTER0 (TCFG0) 

作用：配置两个8位 prescaler，配置死区长度

Do：将 prescaler0 置为99

2. TIMER CONFIGURATION REGISTER1 (TCFG1) 

作用：5-MUX & DMA模式选择

Do: 将Timer对应的Clock divider配置为16分频

3. TIMER 0 COUNT BUFFER REGISTER（TCNTB0）

作用：设置减计数器的初值

Do: 由终极目标可以看出设定的初值为31250 / 2 =15625

4. TIMER CONTROL (TCON) REGISTER 

作用: 更新减计数器的初值、设置为自动装载、启动、输出逆变器

Do: 先手动更新减计数器的初值，然后设置为自动装载并且启动

* 其中 manual update 这位需要在使用之后清0（下一次写入前清0）

综上可得。定时器初始化配置函数如下所示：

void init_timer(void)

{                       //TCLK = PCLK/(99+1)/16 = 31250

    TCFG0 = 0x63;    //prescaler = 99

    TCFG1 &= ~(0xf<<0);

    TCFG1 |= (3<<0);  //1/16 divider

    TCNTB0 = 15625;   // count 15625 (0.5s)

    TCON |= (1<<1);   // updata TCNTB0 to coutor

    TCON &= ~(1<<1);  // CLEAR

    TCON |= ((1<<0) | (1<<3)); // AUTO RELOAD & START

}

II. 中断入口函数

和上一篇中相同，直接上代码！

do_irq:

    /* 执行到这里之前:

     * 1. lr_und保存有被中断模式中的下一条即将执行的指令的地址

     * 2. SPSR_irq保存有被中断模式的CPSR

     * 3. CPSR中的M4-M0被设置为10010, 进入到irq模式

     * 4. 跳到0x18的地方执行程序 

     */

    // 1.保护现场

    ldr sp, =0x33d00000

    /* 在irq异常处理函数中有可能会修改r0-r12, 所以先保存 */

    /*  lr-4  是异常处理完后的返回地址, 也要保存 */

    sub lr, lr, #4

    stmdb sp!, {r0-r12, lr}  

    // 2.处理中断函数

    bl Find_interrupt_source

    /* 3.恢复现场 */

    ldmia sp!, {r0-r12, pc}^  /* ^会把spsr的值恢复到cpsr里 */

III. 设置定时器中断函数

在上一篇中我们设计了一个外部中断的函数模板，所以在这里引用进行延展，所以定时器中断函数

void Find_interrupt_source(void)

{

    puts("begin_interruptnr");

    int bit = INTOFFSET;

    if(bit == 10)

        timer_interrupt_fun();

    /* 清中断 : 从源头开始清 */

    SRCPND = (1<    INTPND = (1<}

void timer_interrupt_fun(void)

{

    led_control_NOT(4); 

}

void led_control_NOT(int val)

{

    unsigned int val_DATF = GPFDAT;

    if(val_DATF & (1 << val))

        GPFDAT &= ~(1 << val);

    else

        GPFDAT |= (1 << val);

}

运行完就能看见有一个灯在闪烁了，这是我第一次手撸代码解完bug直接实现目标哈哈哈。虽然有了外部中断的程序上修改但是自己动手难道不是兴奋的事情？