ARM嵌入式学习（十二）--- IMX6ULL定时器使用

目录

一、定时器选择

二、EPIT（增强型周期中断定时器）

1.EPIT介绍：

2.EPIT的配置：

注意：

三、GPT（通用目的定时器）

1.GPT介绍

[输入捕获（Input Capture）：](#输入捕获（Input Capture）：)

注意：

2.GPT配置

延时函数：

注意：

四、总结

一、定时器选择

本篇将用到EPIT（增强型周期中断定时器） 和GPT（通用目的定时器）

简要介绍一下它俩的区别：

特性对比	EPIT (增强型周期中断定时器)	GPT (通用目的定时器)
核心定位	专注于高精度周期中断/延时	通用的多功能定时器，适用于多种复杂场景
计数方向	向下计数（从设定值减到0）	向上计数（从0加到设定值或最大值）
输入捕获	不支持	支持。可以捕获外部输入信号的跳变，用于精确测量PWM波的频率、占空比或时间差
输出比较	1个通道，比较匹配时可触发中断或翻转IO	3个输出比较通道，可以同时控制3个不同的定时任务或PWM输出
工作模式	Set-and-Forget（自动重载）和Free-Running	Restart（单次）和Free-Running（自由运行）
其他功能	无	溢出中断 、输入捕获中断等

简单来说，如果你只需要一个精准的、周期性的中断定时器，EPIT就足够了，它专精于此。但如果你需要测量外部信号的脉宽、生成复杂的PWM波形，或者同时处理多个定时任务，那么GPT是唯一的选择。

二、EPIT（增强型周期中断定时器）

1.EPIT介绍：

从参考手册我们可以看到EPIT的内部结构

模式	行为描述
Set-and-Forget 模式	计数器减到 0 后，自动从 LR（加载寄存器） 重新加载初始值，循环往复，产生周期性中断。这是最常用的模式。
Free-Running 模式	计数器减到 0 后，重新从 0xFFFFFFFF 开始向下计数，不从 LR 加载值。

2.EPIT的配置：

我们用EPIT设计一个1s计时为例子，整体流程为：

1. 使能EPIT模块的时钟（通过CCGR，这里我们已经打开了全部时钟）。

2. 配置EPIT_CR：选择时钟源（PERCLK，即ipg_clk），设置分频因子（这里设置66分频，即1MHz），设置模式（set-and-forget模式，RLD=1），使能中断（OCIEN），ENMOD，设置计数值加载（IOVW）。

3. 设置EPIT_LR加载值为计数值（1000 000）设置EPIT_CMPR比较值（0）

4. 使能EPIT中断（GIC配置）。

5. 编写中断服务程序（在中断中翻转蜂鸣器GPIO）。

6. 启动定时器（EN）。

7. 清除中断标志位EPIT_SR

查看EPITx_CR寄存器、LR寄存器和CMPR寄存器手册，配置对应的bit位，代码为：

oid epit1_init(irq_handler_t handler)
{
    unsigned int tmp = EPIT1->CR;   

    tmp &= ~(0x3 << 24);    
    tmp |= (0x1 << 24);     //选择时钟 66MHZ   

    tmp |= (1 << 17);      //设置计数值加载

    tmp &= ~(0xfff << 4);
    tmp |= (65 << 4);   //66分频

    tmp |= (1 << 3);   //设置模式
    tmp |= (1 << 2);   //使能中断
    tmp |= (1 << 1);   //ENMOD置为1则从0xffffffff开始计数，置为0则时从当前值开始计数

    EPIT1->CR = tmp;

    EPIT1->LR = 1000000; //1s
   // EPIT1->CNR = 1000000;   //CNT初值的配置，手册中为只读就不配置了，如果不是则需要配置
    EPIT1->CMPR = 0;
    request_irq(EPIT1_IRQn, handler);

    EPIT1->CR |= (1 << 0);
}

注意：

1.当ENMOD为1时，启动定时器，那么就从加载寄存器或者0xFFFFFFFF开始计数；如果ENMOD=0，启动定时器后就从当前值开始计数。

2.EPIT1->CNR 寄存器时CNT初值的配置，参考手册中为只读就不配置了，如果是其他开发板不是只读则需要配置

最后到我们之前文章写的总中断函数中加上EPIT的中断（这里中断号为：EPIT1_IRQn）：

注意：SR中断标志位清除是往里面写1

然后写一下EPIT的中断函数，这里写的是反转蜂鸣器：

最后main.c中调用我们写好的epit1_init函数，编译一下上电即可听到蜂鸣器按1s的周期工作

三、GPT（通用目的定时器）

1.GPT介绍

简单来说就是比EPIT多了两个输入捕获，以及两个输出比较

输出比较的用法和EPIT差不多，这里介绍一下输入捕获：

输入捕获（Input Capture）：

• GPT_CAPTURE1 / GPT_CAPTURE2：两个捕获输入引脚（图中 IM1、IM2 为输入中断标志）。

• 当外部信号（如边沿）到来时，当前计数值 会被锁存到 Timer Input Reg 1/2，同时产生相应的中断标志（IF1、IF2）。

• 通过选择同步或非同步采样，可以滤除毛刺。

• 常用于测量脉冲宽度、频率或作为外部事件的时间戳。

模式	行为描述
Restart Mode	向上计数器从 0 开始递增，当计数值与比较通道 1 的比较值匹配时，计数器立即清零并重新从 0 开始计数，同时触发相应中断或输出事件。此模式适用于生成固定周期的定时中断或 PWM。
Free-run Mode	向上计数器从 0 一直递增到 0xFFFFFFFF，溢出后自动回绕到 0 并继续计数，循环往复。比较匹配事件不会复位计数器。此模式适用于测量时间间隔（如高精度延时、输入捕获）。

注意：

Restart模式，只有与比较通道 1 的比较值匹配时，才会清零，所以这个模式下一般COMPARE2 或 COMPARE3 的值都是小于COMPARE1的，这样就可以产生复杂的PWM波了

2.GPT配置

我们用GPT设计一个延时函数1us/1ms为例子，整体流程为：

1. 使能GPT模块的时钟（通过CCGR，这里我们已经打开了全部时钟）。

2. 复位GPT定时器（CR_SWR）

3. 配置GPTx_CR：选择时钟源（PERCLK），设置模式（Free-run Mode，FRR=1），ENMOD，设置输入捕获（IM1-3）、设置输出比较（OM1-3）。

4. 设置GPT_PR分频寄存器（66分频）

5. 启动定时器（EN）。

查看参考手册上对应的寄存器配置即可：

static inline void gpt1_reset(void)
{
  GPT1->CR |= (1 << 15);   //写1复位
  while ((GPT1->CR & (1 << 15))) //复位好后硬件会自动清零，我们一直持续判断是否为0
    ;
}

void gpt1_init(void)
{
  gpt1_reset();
  unsigned int tmp = GPT1->CR;
  tmp &= ~(0x1ff << 20);
  tmp &= ~(0x1ff << 20);

  tmp |= (1 << 9);
  tmp &= ~(0x7 << 6);
  tmp |= (1 << 6);
  tmp &= ~(1 << 1);
  GPT1->CR = tmp;

  tmp = GPT1->PR;
  tmp &= ~(0xfff << 0);
  tmp |= (65 << 0);
  GPT1->PR = tmp;

  GPT1->CR |= (1 << 0);  // start
}

注意：写延时函数没有用到中断。

延时函数：

void inline delay_us(unsigned int num)
{
  unsigned int counter = 0;
  unsigned int cur_couter = 0;
  unsigned int old_couter = GPT1->CNT;  //读取计数值
  while (1)
  {
    cur_couter = GPT1->CNT;   //读取当前计数的值
    if (cur_couter == old_couter)    //如果读取的值和之前一样，就重新读取当前值
      continue;

    if (cur_couter > old_couter)
      counter += cur_couter - old_couter;//当前值大于之前的值就相减加到counter总计时中

    else if (cur_couter < old_couter)
      counter += cur_couter + 0xffffffff - old_couter;//如果当前值已经计数了一个周期小于了之前的值
    if (counter >= num)
      return; //计时到与设置的值相匹配，即到达指定时间

    old_couter = cur_couter; //这样赋值是为了counter一直累加1us（GPT定时器的频率就是1us一计数）
  }
}

void delay_ms(unsigned int num)
{
  while (num--)
  {
    delay_us(1000);
  }
}

注意：

1. 为什么要处理当前读取的值等于之前的值是因为CPU工作在528MHz下，也就是 说它可以1us执行528条这样的语句，有很大可能会一直读到相同的值，所以这里判断一下使用countine回到循环开头可以提高效率

2. inline 关键字：用于建议编译器 将函数的代码在调用处直接展开 ，替换掉调用指令。这样，最终生成的机器码中不再有独立的函数体，而是多处展开的代码副本。适用于频繁调用的寄存器访问、简单数学运算、延时函数等

四、总结

GPT和EPIT定时器配置并不难，只要了解他们的结构，会看手册配置对应的寄存器就好