正點原子[第二期]Linux之ARM（MX6U）裸機篇學習筆記-16講 EPIT定時器

前言：

本文是根據嗶哩嗶哩網站上“正點原子[第二期]Linux之ARM（MX6U）裸機篇”視頻的學習筆記，在這里會記錄下正點原子 I.MX6ULL 開發板的配套視頻教程所作的實驗和學習筆記內容。本文大量引用了正點原子教學視頻和鏈接中的內容。

引用：

正點原子IMX6U倉庫 (GuangzhouXingyi) - Gitee.com

《【正點原子】I.MX6U嵌入式Linux驅動開發指南V1.5.2.pdf》

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正文：

本文是 “正點原子[第二期]Linux之ARM（MX6U）裸機篇--第16?講” 的讀書筆記。第16講主要是介紹I.MX6U處理器的EPIT定時器。本節將參考正點原子的視頻教程第16講和配套的正點原子開發指南文檔進行學習。

0. 概述

定時器是最常見的外設，常常需要使用定時器來完成精準的定時功能，I.MX6U 提供了多種硬件定時器，有些定時器功能非常強大。本章我們從最基本的EPIT定時器開始，學習如何配置EPIT定時器，使其按照給定的時間，周期性的產生定時器中斷，在定時器中斷里面我們可以做其他處理，比如翻轉LED燈。

1. EPIT定時器原理

EPIT的全稱是：Enhanced Period Interrupt Timer，直譯過來就是增強的周期中斷定時器，它主要是完成周期性中斷的。當學過STM32的話應該知道，STM32里面的定時器還有很多其他的功能，比如輸入捕獲，PWM輸出等等。但是I.MX6U的EPIT定時器只是完成周期性中斷定時的功能，僅此一項功能。至于輸入捕獲，PWM輸出燈這些功能，I.MX6U由其他的外設來完成。

EPIT是一個32位定時器，在處理器幾乎不用介入的情況下提供精準的定時中斷，軟件使能以后EPIT就會開始運行，EPIT定時器有如下特點：

時鐘源可選的32位向下定時器
12位分頻值
當計數值和比較值相等的時候產生中斷

EPIT定時器的結構如下圖所示：

這是一個多路選擇器，用來選擇EPIT定時器的時鐘源，EPIT共有三個時鐘源可以選擇 ipg_clk, ipg_clk_32k, ipg_clk_highfrq
這是一個12位的分頻器，負責對時鐘源進行分頻，12位對應的值是0~4095，對應著1~4096分頻
經過分頻的時鐘進入到EPIT定時內部，在EPIT定時器內部有三個重要的寄存器：技術寄存器（EPIT_CR），加載寄存器（EPIT_LR）和比較寄存器（EPIT_CMPR），這3個寄存器都是32位的。EPIT是一個向下計數器，也就是說給它一個初始值，它就會從這個給定的初始值開始遞減，直到減為0，計數寄存器里面保存的就是當前的計數值。如果EPIT工作在 set-and-forget 模式下，當計數寄存器里面的值減少到0，EPIT就會重新從加載寄存器讀取數值到技術寄存器里面，重新開始向下計數。比較寄存器里面保存的數值用于和計數寄存器里面的計數值比較，如果相等的話就會產生一個比較事件。
比較器
EPIT可設置引腳輸出，如果設置了的話就會通過制定的引腳輸出信號。
產生比較中斷，也就是定時中斷。

EPIT定時器有兩種工作模式: set-and-forget 和 free-running ，這兩個工作模式的區別如下：

set-and-forget 模式：EPITx_CR（x=1,2）寄存器的RLD位置1的時候EPIT工作在此模式下，在此模式下EPIT的計數器值從加載寄存器EPITx_LR中獲取初始值，不能直接向計數寄存器寫入數據。不管什么時候，只要計數器計數到0，那么就會從加載寄存器EPITx_LR中重新加載數據到計數器中，周而復始。
free-running模式：EPITx_CR寄存器的RLD位清零的時候EPIT定時器工作在此模式下，當計數器數到0以后會重新從 0xFFFFFFFF 開始計數，并不是從加載寄存器EPITx_LR中獲取數據。

1.1 EPIT定時器關聯的?EPITx_XX 寄存器如下

寄存器	描述
EPITx_CR	Control Register 控制寄存器
EPITx_SR	Status Regisetr 狀態寄存器
EPITx_LR	Load Register 加載寄存器
EPITx_CMPR	Compare Register 比較寄存器
EPITx_CNR	Counter Register 計數寄存器

1.2 EPIT 比較重要的幾個寄存器

?加下來看一下GPIT重要的幾個寄存器，第一個就是EPIT的配置寄存器EPITx_CR，此寄存器的結構如下圖所示：

EPITx_CR控制寄存器	描述
CLKSRC bit[25:24]	EPIT時鐘源選擇位，為0時關閉時鐘源，1時使用ipg_clk時鐘源，2時使用ipg_clk_higrfreq時鐘源，3時使用 ipg_clk_32k 時鐘源。在本例程中，我們設置為 1，也就是選擇 ipg_clk 作為 EPIT 的時鐘源， ipg_clk=66MHz。
IOVW bit[17]	EPIT計數值覆蓋寫使能。為0寫EPIT LR加載寄存器不影響計數寄存器里的值，為1寫EPIT LR加載寄存器會立即覆蓋寫計數寄存器。
PRESCALAR bit[15:4]	EPIT時鐘源分配值，可設置范圍0~4095，分別對應1~4096分頻。
RLD bit[3]	EPIT工作模式，為0的時候工作在free-running模式，為1的時候工作在set-and-forget模式。本章例程設置為1，也就是工作在set-and-forget模式
OCIEN bit[2]	比較中斷使能位，為0時關閉比較中斷，為1的時候使能比較中斷。本章實驗使能比較中斷。
ENMOD bit[1]	設置計數器初始值，為0時計數器初始值等于上次關閉EPIT定時器以后計數器里面的值，為1的時候來源于加載寄存器。
EN bit[0]	EPIT使能位，為0的時候關閉EPIT，為1的時候使能EPIT。

寄存器EPITx_SR 寄存器結構如下圖所示：

寄存器EPITx_SR寄存器只有一個有效位，那就是 OCIF（Outpurt Comparte Interrupt Flag）bit[0]，為0時表示沒有比較事件發生，為1的時候表示有比較事件發生。當比較事件發生以后需要手動清除此位，此位是寫1清零。

關于 EPIT 的寄存器就介紹到這里，關于這些寄存器詳細的描述，請參考《I.MX6ULL 參考手冊》第 1174 頁的 24.6 小節。

2. EPIT定時器程序編寫

本章我們使用EPIT產生功能定時中斷，然后在中斷服務函數里面翻轉LED0，接下來以EPIT1為例，講解需要哪些步驟來實現這個功能。EPIT1的配置步驟如下

設置EPIT1的時鐘源
設置EPIT1_CR寄存器的 CLKSEL bit[25:24]位，選擇 EPIT1的時鐘源。
設置分頻值
設置EPIT1_CR寄存器的 PRESCALER bit[15:4]位，設置分頻值
設置工作模式
設置EPIT1_CR寄存器的 RLD bit[3] 位，設置計數器的初始值來源。
設置計數值的初始值來源
設置EPIT1_CR寄存器的 ENMODE?bit[1] 位，設置計數器的初始值來源。
使能比較中斷
我們要使用到比較中斷，因此需要設置EPIT1_CR寄存器的 OCIEN bit[2] 位，使能比較中斷。
設置加載值和比較值
設置寄存器EPIT1_LR中國加載值和寄存器EPIT1_CMPR中的比較值，通過這兩個寄存器就可以決定計時器的中斷周期。
EPIT1中斷設置和中斷服務函數編寫
使能GIC中對應的EPIT1中斷，注冊中斷服務函數，如果需要的話還可以設置中斷優先級。最后編寫中斷服務函數。
使能EPIT1定時器
配置好EPIT1以后就可以使能EPIT1了，通過EPIT1_CR寄存器的 EN bit[0] 位來設置。

通過以上幾步我們就配置好EPIT了，通過EPIT的比較中斷來實現LED0的翻轉。

2.1 本節用到的硬件資源

?LED0
定時器EPIT1

本實驗通過EPIT的中斷來控制LED0的亮滅，LED0的硬件原理前面已經介紹過了。

EIPT定時器輸出比較中斷的中斷ID號為 88=56+32:

2.2 實驗程序編寫

經過上面的分析EPIT1定時器的使用方法和配置EPIT1寄存器的步驟已經清楚，接下來實現正點原子I.MX6U ALPHA/Mini 開發板上的EPIT定時器驅動程序。

#include "bsp_epittimer.h"
#include "bsp_beep.h"
#include "bsp_led.h"
#include "bsp_int.h"void epittimer_init(int frac, int counterValue)
{if(frac<0 || frac > 0xFFF){return;}/* 首先清零EPIT1->CR 控制寄存器.* I.MX6U手冊要求在修改EPIT定時器時鐘源之前必須先去使能EPIT定時器 */EPIT1->CR = 0x0;/* CLKSEL bit[25:24] EPIT時鐘源選擇, 1：ipg_clk */EPIT1->CR |= (1 << 24);/* PRESCALAR bit[15:4] EPIT分頻值，0：1分頻, 66MHz/1==66MHz */EPIT1->CR |= (frac << 4);/* RLD bit[3] EPIT工作模式，1：set-and-foret 模式 */EPIT1->CR |= (1 << 3);/* OCIEN bit[2] EPIT輸出比較中斷使能，1：使能比較中斷 */EPIT1->CR |= (1 << 2);/* ENMODE bit[1] EPIT使能模式，1：EPIT使能是計數器值從LR寄存器獲取 */EPIT1->CR |= (1 << 1);/* EPITx_LR 加載值寄存器設置 */EPIT1->LR = counterValue;/* EPIT_CMPR 比較值寄存器設置 */EPIT1->CMPR = 0;/* 使能GIC IRQn 中斷 */GIC_EnableIRQ(EPIT1_IRQn);/* 注冊EPIT1比較中斷 EPIT1_IRQn 的中斷處理函數 */system_irqhandler_register(EPIT1_IRQn, eptitimer_irq_handler, NULL);/* 使能EPIT1 EN bit[0], 1: 是能EPIT */EPIT1->CR |= (1 << 0);
}void eptitimer_irq_handler(IRQn_Type irq, void *userparam)
{static int beep_state = 0;static int led_state = 0;if((EPIT1->SR & (1 << 0))){		/* 判斷比較中斷事件發生 */beep_state = !beep_state;beep_switch(beep_state);led_state = !led_state;led_switch(LED_0, led_state);}/* 清除EPITx_ISR 中斷標志位 */EPIT1->SR |= (1 << 0);
}