基于F28335定时器0的定时中断
本文介绍了基于F28335的DSP定时器实现定时中断功能,内容包含原理和代码及验证方式。
TMS320F28335在实际的应用比较广泛。在具体应用过程中,往往有优先级比较高的定时需求。实现次功能的方式有数种,例如使用PWM中断,定时器中断等。这里介绍使用定时器0作为触发源进行中断,实现定时中断的功能。
1 定时中断的意义
在F28335的使用过程中,使用定时器进行定时中断,可以执行定时任务。该任务的执行的时间误差相比特别小。
2 原理介绍
2.1 中断介绍
CPU在执行任务时,遇到优先级更高的任务,CPU将会先去执行优先级更高的任务,执行完毕后继续执行当前任务,这就是中断。
F28335的具有诸多资源,许多资源均可以触发中断。将可以触发中断的资源称为中断源。下图位F28335的中断源及连接关系。
由于F28335的 中断源很多,因此F28335采用三级中断机制,分为外设级、PIE级和CPU级。原理图如下所示:
而定时器0就是采用这种三级中断机制。
为了便于管理诸多中断源,TI按照优先级进行了诸多中断源的分组。其中,定时器0在PIE的第一组第七个,在CPU级的第一组。
2.2 定时器介绍
F28335具有三个定时器,分别为Timer0、Timer1和Timer2。
定时器的具体功能框图如下所示:
定时器有一个预分频模块和一个定时/计数模块,其中预分频模块有一个16位的定时器分频寄存器(TDDRH:TDDR)和。一个16位的预定标计数器(PSCH:PSC);定时/计数模块包括一个32位的周期寄存器(PRDH:PRD)和一个32位的计数寄存器(TIMH:TIM)。
由下图F28335系统时钟图可知,定时器是由系统时钟来提供时钟的。
当系统时钟(SYSCLKOUT)来一个脉冲,PSCH:PSC预定标计数器减1,当PSCH:PSC预定标计数器减到0的时候,预定标计数器产生下溢后向计数寄存器TIMH:TIM借位,也即计数寄存器TIMH:TIM减1,同时PSCH:PSC在一个系统时钟脉冲之后重载定时器分频寄存器TDDRH:TDDR的值,当计数寄存器TIMH:TIM减到0产生下溢的时候,计数寄存器TIMH:TIM会重载周期寄存器TIMH:TIM的值。此时,如果TIMERxTCR.TIF位使能了,那么同时定时器会产生一个中断信号给CPU。
2.3 定时器0触发中断过程
定时器0触发中断的结构图如下所示:
当TIMER0TCR.TIF位使能了,那么在定时器重载计数寄存器TIMH:TIM时会产生一个中断信号。该中断信号就是TINT0(定时器0在中断向量表的位置和命名)。定时器0中断信号在PIE第一组中的第七个中断,因此PIE的第一组会产生中断信号(需要使能PIE第一组中断)到CPU级,然后到CPU内核,CPU如果判定此时响应该中断,那么就会找到中断向量表中的TINT0所指向的中断服务子函数,并执行。
根据上述定时器原理,可得定时时间T公式为:
T
=
(
P
R
D
H
:
P
R
D
)
∗
(
T
D
D
R
H
:
T
D
D
R
+
1
)
S
Y
S
C
L
K
O
U
T
T = \frac{(PRDH:PRD)*(TDDRH:TDDR+1)}{SYSCLKOUT}
T=SYSCLKOUT(PRDH:PRD)∗(TDDRH:TDDR+1)
其中:
P
R
D
H
:
P
R
D
PRDH:PRD
PRDH:PRD 为周器寄存器的值;
T
D
D
R
H
:
T
D
D
TDDRH:TDD
TDDRH:TDD为定时器预分频寄存器的值;
S
Y
S
C
L
K
O
U
T
SYSCLKOUT
SYSCLKOUT为系统时钟频率。
3 实现过程
DSP的运行过程如下:
- 关所有中断,禁止CPU中断,清除所有CPU中断标志;
- 初始化系统时钟;
- 中断设置始化;
- 定时器初始化;
- 使能中断,开中断;
- 进入主循环;
- 等待中断;
- 中断到时,执行中断任务;
- 结束中断任务后,执行中断应答,清除定时器标志;
- 重复7~9
具体代码如下:
3.1 关所有中断,禁止CPU中断,清除所有CPU中断标志
//Clear all interrupts and initialize PIE vector table: Disable CPU interrupts
DINT;
//Disable CPU interrupts and clear all CPU interrupt flags;
IER = 0x0000;
IFR = 0x0000;
3.2 初始化系统时钟
// Disable the watchdog
EALLOW;
SysCtrlRegs.WDCR= 0x0068;
EDIS;
// Initialize the PLL control: PLLCR and DIVSEL
// DSP28_PLLCR and DSP28_DIVSEL are defined in DSP2833x_Examples.h
InitPll(DSP28_PLLCR,DSP28_DIVSEL);
// Initialize the peripheral clocks
InitPeripheralClocks();
3.3 中断设置始化
//Initialize PIE control registers;detail info in the DSP2802x_PieCtrl.c file.
InitPieCtrl();
//Initialize PIE vector table with pointers to the shell ISR
InitPieVectTable();
//Add adress of ISRTask to PIEVectTable
EALLOW;
PieVectTable.TINT0 = &ISRTimer0;
EDIS;
//Enable INT1 & INT1.7
IER |= M_INT1;
PieCtrlRegs.PIECTRL.bit.ENPIE = 1;
PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx7 = 1;
3.4 定时器初始化
// CPU Timer 0
//初始化计数值
//Counter = 1500*(1/150MHz)=10us
CpuTimer0Regs.PRD.all = 1500;
// Initialize pre-scale counter to divide by 1 (SYSCLKOUT):
CpuTimer0Regs.TPR.all = 0;
CpuTimer0Regs.TPRH.all = 0;
CpuTimer0Regs.TIM.all = 0;
//自动重新装载计数值
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB = 1;
//启动定时器0
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSS = 0;
//定时器0中断使能
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TIE = 1;
3.5 使能中断,开中断
//Enable global Interrupts and higher priarity real-tme debug events;
EINT;
ERTM;
3.6 进入主循环
for(;;)
{
}
3.7 等待中断
3.8 中断到时,执行中断任务
interrupt void ISRTimer0(void)
{
//Task
//Interrupt ACK & Clear Timer0
PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1;
TIMER0_OUT_CLEAR();
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB = 1;
}
3.9 执行中断应答,清除定时器标志
//Interrupt ACK & Clear Timer0
PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1;
TIMER0_OUT_CLEAR();
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB = 1;
4 实验验证
为了验证基于定时器是否能够实现定时任务,设计GPIO输出电平1s定时翻转任务。
代码的具体实现方式是在上述中断函数中加入翻转逻辑,代码如下:
interrupt void ISRTimer0(void)
{
static int s_iGPIOCnt = 0;
//Task
if(++s_iGPIOCnt >= 100000 ) //10us * 100000 = 1s
{
GpioDataRegs.GPATOGGLE.bit.GPIO0 = 1;
s_iGPIOCnt = 0;
}
//Interrupt ACK & Clear Timer0
PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1;
TIMER0_OUT_CLEAR();
CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB = 1;
}
通过观测,发现GPIO口对应的LED进行1s的亮灭闪烁。
5 结论
通过观测到LED的闪烁,证明了中断函数因为定时器而响应,时间上大概为10us。
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