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ZYNQ AXI_Timer 中断

article 2024/12/29 10:50:09

REVIEW

关于ZYNQ中断：

ZYNQ PS_GPIO中断-CSDN博客

ZYNQ AXI_GPIO_INT-CSDN博客

ZYNQ 定时器中断-CSDN博客

在一些应用场景中，可能需要使用到多个定时器，除了选择使用 PS 侧其他定时器外，也可以使用 PL 侧逻辑定时器。

1. 今日摸鱼任务

创建并使用AXI_TIMER，

定时器1：1s MIO7(PS_LED)闪烁

定时器2：0.5s EMIO54(PL_LED)闪烁

小梅哥教材：

03_【裸机教程】基于C编程的Zynq裸机程序设计与应用教程v2.4.5.pdf

第七章 基于AXI Timer的定时器中断实验（没用串口）

2. AXI_Timer 核

        AXI Timer IP 核，全称为 AXI Timer/Counter ，是一个 32/64 位定时器模块，可连接到 AXI4-Lite 接口。通过计数值以及接入 axi_timer 的计数时钟周期，可以在 PS 内取得比较精确的计时。
（单个32位，级联64位）
        结构框图如下图：

AXI4-Lite Interface ： AXI4 Lite 接口模块实现 AXI4 Lite 从接口，用于访问内存映射定时器寄存器。
Timer Register ：为每个定时器 / 计数器实现一组 32 位寄存器。
                           这组寄存器包含加载寄存器、定时器/计数器寄存器和控制/状态寄存器。
32-bit Counter ：定时器 / 计数器模块有两个 32 位计数器。
                          每个计数器可配置为递增/递减计数，并可使用加载寄存器中的值加载。
Interrupt Counter ：中断控制模块，根据工作模式生成单个中断。
Pulse Width Modulation (PWM)： PWM 模块生成具有指定频率和占空比的脉冲信号 PWM0 。
                                                      使用定时器 0 用于 PWM0 周期，定时器 1 用于PWM0 输出宽度。

3. AXI_Timer 寄存器

3.1 寄存器一览

3.2 控制/状态寄存器 0 (TCSR0)

31-12             保留

11 CASC       使能定时器的级联模式 1启用级联模式，做低32位。

10 ENALL     使能所有定时器 

                                1 写入该位将设置 ENALL、ENT0(TCSR0)和 ENT1(TCSR1)。

                                0 写入此寄存器将清除 ENALL，但对 ENT0 和 ENT1 没有影响。

9 PWMA0      使能定时器 0 的脉宽调制  

                                PWM 模式，MDT0(TCSR0)和 MDT1(TCSR1)必须为 0。

8 T0INT         定时器 0 中断

                                捕获模式且定时器已使能，则此位表示已发生捕获。

                                生成模式，则该位表示计数器已翻转。必须通过写入1来清除。

7 ENT0          使能定时器 0 

                                0禁用定时器（计数器停止）

                                1使能定时器（计数器运行）

6 ENIT0         使能定时器 0 的中断

                                使能此定时器中断信号的断言。对 TCSR0 中的中断标志 （T0INT）没有影响。

                                0禁用中断信号

                                1使能中断信号

5 LOAD0       加载定时器 0

                                 1使用 TLR0 中的值加载计时器

                                 与 ENT0 位一起清除

4 ARHT0      自动重新加载/保持定时器 0

                                 生成模式时，该位确定计数器是重新加载生成值并继续运行还是保持在终止值。

                                 在捕获模式下，该位确定新的捕获触发器覆盖或保留先前捕获的值。

                                 0保持计数器或捕获值。在提供外部捕获之前，必须读取TLR0。

                                 1重新加载生成值或覆盖捕获值。

3 CAPT0      使能外部捕获触发器定时器 

2 GENT0      使能外部生成信号定时器 0  

1 UDT0         递增/递减计数定时器

                                  0递增

                                  1递减

0 MDT0         定时器 0 模式

                                  0生成模式

                                  1捕获模式

3.3 加载寄存器（TLR0 和 TLR1） 32b

Timer/Counter Load Register
计数器宽度配置为小于 32 位时，加载寄存器值在 TLR0 和 TLR1 中右对齐。
最低有效计数器位始终映射到加载寄存器的 bit0 。
级联模式下， TLR0 具有生成值的最低有效 32 位，而 TLR1 在生成模式下应具有生成值的最高有效位。

3.4 定时器/计数器寄存器（TCR0 和 TCR1）32b

Timer/Counter Register
计数器宽度配置为小于 32 位时，计数值在 TCR0 和 TCR1 中右对齐。
在级联模式下， TCR0 具有 64 位计数器中最低有效位的 32 位， TCR1 具有最高有效位。

3.5 控制/状态寄存器 1（TCSR1）

与TCSR0相比，减少了第11位

其他功能与其对应

4. 工作模式

3.1 生成模式

        在生成模式下，会将加载寄存器(Load Register)中的值加载到计数器中。当计数器使能时，根据定时器控制状态寄存器（TCSR ）中向上 / 向下（UDT）位，递增/减计数。在计数器进位转换时，计数器停止或重新加载生成值，并在达到超时值后，按照 TCSR 中自动重新加载 /保持（ ARHT）位的选择继续计数。定时器中断状态（TINT ） 如果使能，则 GenerateOut 信号在一个时钟周期内被驱动为 1 。
        如果使能，当达到超时值时，定时器的中断信号被驱动为1。通过向定时器中断寄存器写入 1 来清除中断。使用此模式生成具有指定间隔的重复中断或外部信号。

3.2 捕获模式

        在捕获模式下，当外部捕获信号时，计数器的值存储在加载寄存器中。检测到捕获事件时，也会在 TCSR 中设置 TINT 位。根据 TCSR 中 UDT 位的选 择，计数器可配置为该模式的递增或递减计数器。自动重新加载 / 保持（ARHT）位控制在清除前一个 TINT标志之前，是否用新的捕捉值覆盖捕捉值。使用此模 式对外部事件进行时间标记，同时生成中断。

3.3 脉宽调制模式

        在脉宽调制（PWM ）模式下，两个定时器 /计数器成对使用，以产生具有指定频率和占空因数的输出信号（ PWM0 ）。定时器 0 设置周期，定时器 1 设置PWM0 输出的高电平时间。

3.4 级联模式

        在级联模式下，两个定时器/ 计数器级联为单个 64 定时器 /计数器。级联计数器可以在生成和捕获模式下工作。 TCSR0 用作级联计数器的控制和状态寄存器。在此模式下， TCSR1 被忽略。
        当需超过 32 位宽的定时器 /计数器时，使用此模式。级联操作需要将定时器 0 和定时器 1 成对使用。定时器 1 的计数事件是定时器 0 从全 1 翻转到全 0，反之亦然。

5. Block Design

AXI_TIMER保持默认设置

6. SDK

PS_GPIO、 SCU_GIC
ZYNQ PS_GPIO中断-CSDN博客
AXI_TIMER.h

#ifndef AXI_Timer_AXI_Timer_H_
#define AXI_Timer_AXI_Timer_H_

#include "xscutimer.h"
#include "xtmrctr.h"


#define TMRCTR_DEVICE_ID    XPAR_TMRCTR_0_DEVICE_ID
#define TMRCTR_INTERRUPT_ID    XPAR_FABRIC_TMRCTR_0_VEC_ID
#define INTC_DEVICE_ID        XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID
#define TIMER_CNTR_0         0
#define TIMER_CNTR_1         1
#define TIMER0_FREQ            XPAR_AXI_TIMER_0_CLOCK_FREQ_HZ    //(50000000U)
#define RELOAD_VAL_US(n)    ((TIMER0_FREQ/1000000)*n-1)        //计算n(us)的装载值
#define RELOAD_VAL_MS(n)    ((TIMER0_FREQ/1000)*n-1)        //计算n(ms)的装载值
#define RELOAD_VAL_S(n)        ((TIMER0_FREQ)*n-1)                //计算n(s)的装载值

//这里计算值，需选择  XTC_DOWN_COUNT_OPTION        配置为向下计数（默认为向上计数）

extern XTmrCtr AXI_Timer0;        //定时器实例
extern volatile uint16_t Cnt0;
extern volatile uint16_t Cnt1;
extern volatile uint16_t Cnt0_Flag;
extern volatile uint16_t Cnt1_Flag;

void AXI_Timer_Init(XTmrCtr *TmrCtrInstPtr,uint16_t DevId);
void AXI_Timer_Int_Init(XTmrCtr *TmrCtrInstPtr,uint16_t IntrId,XTmrCtr_Handler Timer_Handler);
void AXI_Timer_SetOption(XTmrCtr *TmrCtrInstPtr,uint8_t TmrCtrNum,uint32_t Mode, uint32_t Reload_Val);
void AXI_Timer0_IRQ_Handler(void *CallBackRef, u8 TmrCtrNum);

#endif /* AXI_Timer_AXI_Timer_H_ */
 

AXI_TIMER.c

/**
  *****************************************************************************
  *                     AXI TIMER IP核的定时器中断相关应用库
  *****************************************************************************
  *
  * @File   : AXI_Timer.c
  * @By     : Sun
  * @Version: V1.0
  * @Date   : 2022 / 05 / 19
  * @Shop    : https://xiaomeige.taobao.com/
  *
  *****************************************************************************
**/

#include "AXI_TIMER.h"
#include"SCU_GIC.h"
XTmrCtr AXI_Timer0;        //定时器实例


/**
  *****************************************************
  * @brief    初始化AXI_Timer设备
  * @param    TmrCtrInstPtr    Timer对象指针
  * @param    DevId            Timer设备ID
  * @usage    //定时器初始化
  *         AXI_Timer_Init(&Timer0,TMRCTR_DEVICE_ID);
  *****************************************************
**/
void AXI_Timer_Init(XTmrCtr *TmrCtrInstPtr,uint16_t DevId)
{
    XTmrCtr_Initialize(TmrCtrInstPtr, DevId);
}


/**
  *****************************************************
  * @brief    初始化AXI_Timer中断
  * @param    TmrCtrInstPtr    Timer对象指针
  * @param    IntrId            中断ID
  * @param    Timer_Handler    Timer的中断服务函数
  * @usage    //定时器中断初始化,中断服务函数为AXI_Timer0_Handler
  *         AXI_Timer_Int_Init(&Timer0,TMRCTR_INTERRUPT_ID,AXI_Timer0_Handler);
  *****************************************************
**/
void AXI_Timer_Int_Init(XTmrCtr *TmrCtrInstPtr,uint16_t IntrId,XTmrCtr_Handler Timer_Handler)
{
    Set_ScuGic_Link(IntrId, 0xA8, HIGH_Level_Sensitive, XTmrCtr_InterruptHandler, TmrCtrInstPtr);
    XTmrCtr_SetHandler(TmrCtrInstPtr, Timer_Handler,TmrCtrInstPtr);
}

/**
  *****************************************************
  * @brief    设置AXI_Timer配置
  * @param    TmrCtrInstPtr    Timer对象指针
  * @param    TmrCtrNum        AXI_Timer计数器：0为计数器0，1为计数器1
  * @param    Mode            Timer模式配置
  * 模式有以下几种：    XTC_CASCADE_MODE_OPTION        启用级联模式，仅适用于TCSRO
  *                    XTC_ENABLE_ALL_OPTION        一次性启用所有定时计数器
  *                 XTC_DOWN_COUNT_OPTION        配置为向下计数（默认为向上计数）
  *                 XTC_CAPTURE_MODE_OPTION        配置为输入捕获模式（默认为比较模式）
  *                 XTC_INT_MODE_OPTION            开定时器中断，向下计数到0或向上计数溢出时触发
  *                 XTC_AUTO_RELOAD_OPTION        开启自动重装载
  *                 XTC_EXT_COMPARE_OPTION        启用外部比较输出信号
  * @param    Reload_Val        装载值，每个CLK它会向上或下计数1，这里的CLK由AXI_TIMER IP核外部供给
  * @usage    //定时器计数器0配置为中断模式，自动重装载且向下计数
  *         AXI_Timer_SetOption(&Timer0,TIMER_CNTR_0, XTC_INT_MODE_OPTION | XTC_AUTO_RELOAD_OPTION | XTC_DOWN_COUNT_OPTION,RELOAD_VALUE);
  *****************************************************
**/
void AXI_Timer_SetOption(XTmrCtr *TmrCtrInstPtr,uint8_t TmrCtrNum,uint32_t Mode,uint32_t Reload_Val)
{
    XTmrCtr_SetOptions(TmrCtrInstPtr, TmrCtrNum, Mode);

    //设置重装载值，这个值在计数器启动时被载入
    XTmrCtr_SetResetValue(TmrCtrInstPtr, TmrCtrNum, Reload_Val);

    //启动计数器
    XTmrCtr_Start(TmrCtrInstPtr, TmrCtrNum);
}

void AXI_Timer0_IRQ_Handler(void *CallBackRef, u8 TmrCtrNum)
{
        //Timer0 的计数器 0 中断
        if (TmrCtrNum == TIMER_CNTR_0)
        {
            /* ↓↓↓用户处理↓↓↓ */
            Cnt0_Flag = 1;
            Cnt0++;
            /* ↑↑↑结束处理↑↑↑ */
        }
        //Timer0 的计数器 1 中断
        if(TmrCtrNum == TIMER_CNTR_1)
        {
            /* ↓↓↓用户处理↓↓↓ */
            Cnt1_Flag = 1;
            Cnt1++;
            /* ↑↑↑结束处理↑↑↑ */
        }
}
 

main.c

//系统头文件
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

//Xilinx头文件
#include "xgpiops.h"
#include "xparameters.h"

#include "AXI_TIMER.h"
#include "PS_GPIO.h"
#include "SCU_GIC.h"


volatile uint16_t Cnt0 = 0;
volatile uint16_t Cnt1 = 0;
volatile uint16_t Cnt0_Flag = 0;
volatile uint16_t Cnt1_Flag = 0;
#define INPUT  1
#define OUTPUT 0

#define PL_LED (54+0)
#define PS_LED 7

int main(void)
{
    //初始化通用中断控制器
        ScuGic_Init();
    //定时器初始化
        AXI_Timer_Init(&AXI_Timer0,XPAR_TMRCTR_0_DEVICE_ID);
    //定时器中断初始化
        AXI_Timer_Int_Init(&AXI_Timer0,TMRCTR_INTERRUPT_ID,AXI_Timer0_IRQ_Handler);
    //定时器计数器 0 配置为中断模式，自动重装载且向下计数，定时 1s
        AXI_Timer_SetOption(&AXI_Timer0,TIMER_CNTR_0, XTC_INT_MODE_OPTION | XTC_AUTO_RELOAD_OPTION | XTC_DOWN_COUNT_OPTION,RELOAD_VAL_S(1));
    //定时器计数器 1 配置为中断模式，自动重装载且向下计数，定时 0.5s
        AXI_Timer_SetOption(&AXI_Timer0,TIMER_CNTR_1, XTC_INT_MODE_OPTION | XTC_AUTO_RELOAD_OPTION | XTC_DOWN_COUNT_OPTION,RELOAD_VAL_MS(500));

    //初始化 PS 端 GPIO
        PS_GPIO_Init();
    //设置 PS_LED(MIO7)方向为输出
        PS_GPIO_SetMode(PS_LED, OUTPUT, 0);
    //设置 PL_LED(T14)方向为输出
        PS_GPIO_SetMode(PL_LED, OUTPUT, 0);
    while(1)
    {
        //判断计数器 0 的计数标志
        if(Cnt0_Flag)
        {
            PS_GPIO_SetPort(PS_LED, (Cnt0%2==0)?1:0);
            Cnt0_Flag = 0; //清除标志

        }
        //判断计数器 1 的计数标志
        if(Cnt1_Flag)
        {
            PS_GPIO_SetPort(PL_LED, (Cnt1%2==0)?1:0);
            Cnt1_Flag = 0; //清除标志
        }

    }
    return 0;
}

每次检测到定时标志，LED翻转

摸鱼结束~


http://www.kler.cn/a/374344.html

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