嵌入式技术与应用ARM硬件结构.ppt
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1、 嵌入式技术与应用嵌入式技术与应用 智能电器与智能系统省重点实验室智能电器与智能系统省重点实验室 ARM硬件结构硬件结构5C H A P T E R第第5章章 目录目录q1.简介q2.引脚配置q3.存储器寻址q4.系统控制模块q5.存储器加速模块q6.外部存储器控制器q7.引脚连接模块q8.向量中断控制器q2C接口q接口q14.定时器0/1q15.脉宽调制器(PWM)q转换器q17.实时时钟q18.看门狗5.14 定时器定时器0/1特性特性LPC2000LPC2000系列系列“微控制器微控制器”具有两个功能强大的定时器,具有两个功能强大的定时器,它们具有以下特性:它们具有以下特性:具有具有32
2、32位可编程预分频器;位可编程预分频器;多达多达4 4路捕获通道,可设置被捕获信号的特征;路捕获通道,可设置被捕获信号的特征;4 4个个3232位匹配寄存器,可设置匹配发生后的动作;位匹配寄存器,可设置匹配发生后的动作;4 4个对应于匹配寄存器的外部输出,可设置匹配输个对应于匹配寄存器的外部输出,可设置匹配输出的信号特征。出的信号特征。5.14 定时器定时器0/1应用LPC2000LPC2000CAPCAPMATMAT捕获外部信号捕获外部信号用于对内部事件进行用于对内部事件进行计数的间隔定时器,计数的间隔定时器,或者产生系统节拍或者产生系统节拍匹配输出匹配输出管脚名称管脚名称管脚方向管脚方向管
3、脚描述管脚描述CAP0.3CAP0.0CPA1.3CAP1.0输入输入捕获信号捕获信号,用来捕获管脚的跳变,可配置为将定时器,用来捕获管脚的跳变,可配置为将定时器值装入一个捕获寄存器,并可选择产生一个中断。可值装入一个捕获寄存器,并可选择产生一个中断。可选择多个管脚用作捕获功能,而且,假设如果有选择多个管脚用作捕获功能,而且,假设如果有2个个管脚被选择并行提供管脚被选择并行提供CAP0.2功能,它们的输入将进功能,它们的输入将进行逻辑或,所得结果用作一个捕获输入。行逻辑或,所得结果用作一个捕获输入。定时器引脚描述定时器引脚描述信号过滤信号过滤捕获控制寄存器捕获控制寄存器TxTx定时器定时器捕获
4、寄存器捕获寄存器多个引脚作为捕多个引脚作为捕获功能时,对输获功能时,对输入信号相或处理入信号相或处理如果输入信号满如果输入信号满足设定的要求,足设定的要求,将触发捕获动作将触发捕获动作管脚名称管脚名称管脚方向管脚方向管脚描述管脚描述MAT0.3MAT0.0MAT1.3MAT1.0输出输出外部匹配输出外部匹配输出0/1。当匹配寄存器。当匹配寄存器0/1(MR3:0)等于)等于定时器计数器(定时器计数器(TC)时,该输出可翻转、变为低电)时,该输出可翻转、变为低电平、变为高电平或不变。外部匹配寄存器(平、变为高电平或不变。外部匹配寄存器(EMR)控制该输出的功能。可选择多个管脚并行用作匹配输控制该
5、输出的功能。可选择多个管脚并行用作匹配输出功能。例如,同时选择出功能。例如,同时选择2个管脚并行提供个管脚并行提供MAT1.3功功能。能。定时器引脚描述信号输出信号输出匹配控制寄存器匹配控制寄存器TxTx定时器定时器匹配寄存器匹配寄存器=当定时器值等于预设当定时器值等于预设的匹配值时,从引脚的匹配值时,从引脚输出特定的信号输出特定的信号信号输出信号输出=5.14 定时器定时器0/1寄存器描述寄存器描述LPC2000LPC2000微控制器中与定时器相关的寄存器数量较多,微控制器中与定时器相关的寄存器数量较多,但可以分为三类:但可以分为三类:基本功能相关寄存器;基本功能相关寄存器;匹配功能相关寄存
6、器;匹配功能相关寄存器;捕获功能相关寄存器;捕获功能相关寄存器;寄存器描述基本功能寄存器基本功能寄存器名称名称描述描述访问访问复位值复位值TCR定时器控制寄存器定时器控制寄存器。控制定时器计数器功能(禁止或复位)。控制定时器计数器功能(禁止或复位)。读写读写0TC定时器计数器定时器计数器。为。为32位计数器,计数频率为位计数器,计数频率为PCLK经过预分频计经过预分频计数器后频率值。数器后频率值。读写读写0PR预分频控制寄存器预分频控制寄存器。用于设定预分频值,为。用于设定预分频值,为32位寄存器。位寄存器。读写读写0PC预分频计数器预分频计数器。为。为32位计数器,计数频率为位计数器,计数频
7、率为PCLK,当计数值等,当计数值等于预分频计数器的值时,于预分频计数器的值时,TC计数器加一。计数器加一。读写读写0IR中断标志寄存器中断标志寄存器。读该寄存器识别中断源,写该寄存器清除中断。读该寄存器识别中断源,写该寄存器清除中断标志。标志。读写读写0预分频计数器预分频计数器TxPC定时器计数器定时器计数器TxTC预分频寄存器预分频寄存器TxPR定时器控制定时器控制TxTCR中断标志寄存器中断标志寄存器TxIRFpclk寄存器描述基本功能寄存器基本功能寄存器预分频计数器预分频计数器TxPC定时器计数器定时器计数器TxTC预分频寄存器预分频寄存器TxPR定时器控制定时器控制TxTCR中断标志
8、寄存器中断标志寄存器TxIRFpclk预分频计数器预分频计数器TxPC定时器计数器定时器计数器TxTC预分频寄存器预分频寄存器TxPR定时器控制定时器控制TxTCR中断标志寄存器中断标志寄存器TxIRFpclkTxPRTxPRTxPR寄存器为寄存器为3232位寄存器,该寄存器指定了预分频计位寄存器,该寄存器指定了预分频计数器的最大值。数器的最大值。位位31:0功能功能预分频值预分频值寄存器描述基本功能寄存器基本功能寄存器预分频计数器预分频计数器TxPCTxPC定时器计数器定时器计数器TxTCTxTC预分频寄存器预分频寄存器TxPRTxPR定时器控制定时器控制TxTCRTxTCR中断标志寄存器中
9、断标志寄存器TxIRTxIRFpclkFpclkTxPRTxPRTxPCTxPCTxPCTxPC寄存器为寄存器为3232位寄存器。预分频计数器每个位寄存器。预分频计数器每个pclkpclk周期加周期加1 1。当其到达预分频寄存器中保存的值时,定。当其到达预分频寄存器中保存的值时,定时器计数器加时器计数器加1 1,预分频计数器在下个,预分频计数器在下个pclkpclk周期复位。周期复位。这样,当这样,当PR=0PR=0时,定时器计数器每个时,定时器计数器每个pclkpclk周期加周期加1 1,当当PR=1PR=1时,定时器计数器每时,定时器计数器每2 2个个pclkpclk周期加周期加1 1。位
10、位31:031:0复位值复位值功能功能计数值计数值0 0寄存器描述基本功能寄存器基本功能寄存器预分频计数器预分频计数器TxPC定时器计数器定时器计数器TxTC预分频寄存器预分频寄存器TxPR定时器控制定时器控制TxTCR中断标志寄存器中断标志寄存器TxIRFpclkTxPR 定时器控制寄存器定时器控制寄存器TCRTCR用于控制定时器计数器的操作。用于控制定时器计数器的操作。TCR功能功能描述描述复位值复位值0计数器使能计数器使能1:定时器计数器和预分频计数器定时器计数器和预分频计数器使能使能计数;计数;0:定时器计数器和预分频计数器定时器计数器和预分频计数器停止停止计数。计数。01计数器复位计
11、数器复位为为1时定时器计数器和预分频计数器在时定时器计数器和预分频计数器在PCLK的下一个上升沿同步复位。计数器在的下一个上升沿同步复位。计数器在TCR的的bit1恢复为恢复为0之前保持复位状态。之前保持复位状态。0TxTCR寄存器描述基本功能寄存器基本功能寄存器预分频计数器预分频计数器TxPC定时器计数器定时器计数器TxTC预分频寄存器预分频寄存器TxPR定时器控制定时器控制TxTCR中断标志寄存器中断标志寄存器TxIRFpclkTxPR当预分频计数器到达计数的上限时,定时器计数器寄当预分频计数器到达计数的上限时,定时器计数器寄存器(存器(TxTCTxTC)加)加1 1。TCTC从从0 x0
12、00000000 x00000000计数一直到计数一直到0 xFFFFFFFF0 xFFFFFFFF,然后翻转至,然后翻转至0 0,除非中途被复位。计数值,除非中途被复位。计数值翻转不会引起中断。翻转不会引起中断。TxTC位位31:0复位值复位值功能功能计数值计数值0寄存器描述基本功能寄存器基本功能寄存器预分频计数器预分频计数器TxPC定时器计数器定时器计数器TxTC预分频寄存器预分频寄存器TxPR定时器控制定时器控制TxTCR中断标志寄存器中断标志寄存器TxIRFpclkTxPR中断寄存器包含中断寄存器包含4 4个位用于匹配中断,另外个位用于匹配中断,另外4 4个位用于个位用于捕获中断。如果
13、有中断产生,捕获中断。如果有中断产生,IRIR中的对应位会置位。中的对应位会置位。向对应的向对应的IRIR位写入位写入1 1会复位中断,写入会复位中断,写入0 0无效。无效。位位功能功能描述描述位位功能功能描述描述0MR0中断中断匹配匹配0中断中断4CR0中断中断捕获捕获0中断中断1MR1中断中断匹配匹配1中断中断5CR1中断中断捕获捕获1中断中断2MR2中断中断匹配匹配2中断中断6CR2中断中断捕获捕获2中断中断3MR3中断中断匹配匹配3中断中断7CR3中断中断捕获捕获3中断中断TxIR寄存器描述寄存器描述匹配功能寄存器匹配功能寄存器名称名称描述描述访问访问复位值复位值MCR匹配控制寄存器匹
14、配控制寄存器,用于控制在匹配时是否产生中断或复位,用于控制在匹配时是否产生中断或复位TC读写读写0MR0匹配寄存器匹配寄存器0,通过,通过MCR寄存器可以设置匹配发生时的动作寄存器可以设置匹配发生时的动作读写读写0MR1匹配寄存器匹配寄存器1,通过,通过MCR寄存器可以设置匹配发生时的动作寄存器可以设置匹配发生时的动作读写读写0MR2匹配寄存器匹配寄存器2,通过,通过MCR寄存器可以设置匹配发生时的动作寄存器可以设置匹配发生时的动作读写读写0MR3匹配寄存器匹配寄存器3,通过,通过MCR寄存器可以设置匹配发生时的动作寄存器可以设置匹配发生时的动作读写读写0EMR外部匹配寄存器外部匹配寄存器,E
15、MR控制外部匹配管脚控制外部匹配管脚MATx.0MATx.3读写读写0匹配控制匹配控制MCR匹配值匹配值MR0MR3匹配输出匹配输出EMR定时器计数器定时器计数器TC寄存器描述匹配功能寄存器匹配功能寄存器匹配控制MCR匹配值MR0MR3匹配输出EMR定时器计数器TC匹配控制匹配控制MCRMCR匹配值匹配值MR0MR0MR3MR3匹配输出匹配输出EMREMR定时器计数器定时器计数器TCTCMCR匹配控制寄存器用于控制在发生匹配时所执行的操作。匹配控制寄存器用于控制在发生匹配时所执行的操作。位位功能功能描述描述复位值复位值0中断中断(MR0)为为1时,时,MR0与与TC值的匹配将产生中断。为值的匹
16、配将产生中断。为0时禁止。时禁止。01复位复位(MR0)为为1时,时,MR0与与TC值的匹配将使值的匹配将使TC复位。为复位。为0时禁止。时禁止。02停止停止(MR0)为为1时,时,MR0与与TC值的匹配将清零值的匹配将清零TCR的的bit0位,使位,使TC和和PC停止。为停止。为0时该特性被禁止。时该特性被禁止。05:3MR1与匹配与匹配0(MR0)对应位功能相同(略)对应位功能相同(略)08:6MR2011:9MR30寄存器描述匹配功能寄存器匹配功能寄存器匹配控制匹配控制MCRMCR匹配值匹配值MR0MR0MR3MR3匹配输出匹配输出EMREMR定时器计数器定时器计数器TCTC匹配寄存器匹
17、配寄存器(MR0(MR0MR3)MR3)值与定时器计数值相比较,当两值与定时器计数值相比较,当两个值相等时自动触发在个值相等时自动触发在MCRMCR寄存器中设置的动作。寄存器中设置的动作。MR0MR0MR3MR3位位31:031:0复位值复位值功能功能匹配值匹配值0 0寄存器描述匹配功能寄存器匹配功能寄存器匹配控制匹配控制MCRMCR匹配值匹配值MR0MR0MR3MR3匹配输出匹配输出EMREMR定时器计数器定时器计数器TCTC外部匹配寄存器提供外部匹配管脚外部匹配寄存器提供外部匹配管脚MATn.3(nMATn.3(n为为0 0或或1)1)的控制和状态。的控制和状态。EMR寄存器描述匹配功能寄
18、存器匹配功能寄存器匹配控制匹配控制MCRMCR匹配值匹配值MR0MR0MR3MR3匹配输出匹配输出EMREMR定时器计数器定时器计数器TCTCEMREMR位位功能功能描述描述复位值复位值0外部匹配外部匹配0反映相应外部匹配的状态,而不管是否连反映相应外部匹配的状态,而不管是否连接到管脚。发生匹配时该位的动作由接到管脚。发生匹配时该位的动作由EMR中相应的控制位决定。中相应的控制位决定。01外部匹配外部匹配102外部匹配外部匹配203外部匹配外部匹配305:4外部匹配控制外部匹配控制0决定相应外部匹配的功能。决定相应外部匹配的功能。00:不执行任何动作;不执行任何动作;01:将对应的外部匹配输出
19、设置为将对应的外部匹配输出设置为0;10:将对应的外部匹配输出设置为将对应的外部匹配输出设置为1;11:使对应的外部匹配输出翻转。使对应的外部匹配输出翻转。07:6外部匹配控制外部匹配控制109:8外部匹配控制外部匹配控制2011:10外部匹配控制外部匹配控制30寄存器描述捕获功能寄存器捕获功能寄存器名称名称描述描述访问访问复位值复位值CCR捕获控制寄存器,用于设置捕获信号的触发特征,以及捕捕获控制寄存器,用于设置捕获信号的触发特征,以及捕获发生时是否产生中断。获发生时是否产生中断。读写读写0CR0捕获寄存器捕获寄存器0,在捕获,在捕获0引脚上产生捕获时间时,引脚上产生捕获时间时,CR0装载装
20、载TC的值。的值。只读只读0CR1功能同上。功能同上。只读只读0CR3功能同上。功能同上。只读只读0CR3功能同上。功能同上。只读只读0捕获控制捕获控制CCRCCR捕获寄存器捕获寄存器CR0CR0CR3CR3定时器计数器定时器计数器TCTC寄存器描述捕获功能寄存器捕获功能寄存器捕获控制CCR捕获寄存器CR0CR3定时器计数器TC捕获控制捕获控制CCRCCR捕获寄存器捕获寄存器CR0CR0CR3CR3定时器计数器定时器计数器TCTCCCR在发生捕获事件时,捕获控制寄存器用于控制是否将定在发生捕获事件时,捕获控制寄存器用于控制是否将定时器计数值装入寄存器。同时还可以设置被捕获信号的时器计数值装入寄
21、存器。同时还可以设置被捕获信号的特征。特征。寄存器描述捕获功能寄存器捕获功能寄存器捕获控制捕获控制CCR捕获寄存器捕获寄存器CR0CR3定时器计数器定时器计数器TCCCR位位功能功能描述描述复位值复位值0CAPn.0上升沿捕获上升沿捕获为为1时,时,CAPn.0引脚上引脚上0到到1的跳变将导致的跳变将导致TC的内的内容装入容装入CR0。为。为0时,该特性被禁止。时,该特性被禁止。01CAPn.1下降沿捕获下降沿捕获为为1时,时,CAPn.0引脚上引脚上1到到0的跳变将导致的跳变将导致TC的内的内容装入容装入CR0。为。为0时,该特性被禁止。时,该特性被禁止。02CAPn.0事件中断事件中断为为
22、1时,时,CAPn.0的捕获事件将产生一个中断。为的捕获事件将产生一个中断。为0时该特性被禁止。时该特性被禁止。05:3CAPn.1与与CAPn.0对应位功能相同(略)对应位功能相同(略)08:6CAPn.2与与CAPn.0对应位功能相同(略)对应位功能相同(略)011:9CAPn.3与与CAPn.0对应位功能相同(略)对应位功能相同(略)0寄存器描述捕获功能寄存器捕获功能寄存器捕获控制捕获控制CCR捕获寄存器捕获寄存器CR0CR3定时器计数器定时器计数器TC每个捕获寄存器都与一个或几个器件管脚相关联。当管每个捕获寄存器都与一个或几个器件管脚相关联。当管脚发生特定的事件时,可将定时器计数值装入
23、该寄存器。脚发生特定的事件时,可将定时器计数值装入该寄存器。捕获控制寄存器的设定决定捕获功能是否使能,以及捕捕获控制寄存器的设定决定捕获功能是否使能,以及捕获事件在管脚的上升沿、下降沿或是双边沿发生。获事件在管脚的上升沿、下降沿或是双边沿发生。CR0CR3位31:0复位值功能捕获值05.14 定时器定时器0/1使用定时器的注意要点使用定时器的注意要点定时计数器定时计数器(TC)(TC)本身不能产生中断,只有与匹配寄存本身不能产生中断,只有与匹配寄存器发生匹配后才能引起中断事件;器发生匹配后才能引起中断事件;在定时器匹配发生后,可以不停止定时器工作,而动在定时器匹配发生后,可以不停止定时器工作,
24、而动态修改匹配寄存器的值;态修改匹配寄存器的值;定时器使用匹配功能的同时,还可以使用捕获功能,定时器使用匹配功能的同时,还可以使用捕获功能,而不必分时使用;而不必分时使用;定时器计数时钟频率定时器计数时钟频率 =F Fpclkpclk/(PR+1)/(PR+1)定时器操作示例定时器设置为匹配时复位计数器并产生中断。预分频设定时器设置为匹配时复位计数器并产生中断。预分频设置为置为2 2,匹配寄存器设置为,匹配寄存器设置为6 6。在发生匹配的定时器周期。在发生匹配的定时器周期结束时,定时器计数值复位。这样就使匹配值具有完整结束时,定时器计数值复位。这样就使匹配值具有完整长度的周期。长度的周期。PR
25、=2,MRx=6,PR=2,MRx=6,匹配时使能中断和复位匹配时使能中断和复位预分频计数器计数频率为PCLK定时器计数器计数频率为PCLK/3最后一个周期复位定时器计数器产生匹配中断定时器操作示例操作流程操作流程计算定时器的计算定时器的计数频率计数频率设置匹配值及设置匹配值及工作模式工作模式设置捕获方式设置捕获方式设置定时器中断设置定时器中断VICVIC启动定时器启动定时器TCRTCR定时器操作示例定时器定时器0 0初始化初始化操作流程操作流程计算定时器的计算定时器的计数频率计数频率设置匹配值及设置匹配值及工作模式工作模式设置捕获方式设置捕获方式设置定时器中断设置定时器中断VICVIC启动定
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