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I.MX6ULL-GPT实现延时

article 2025/1/4 21:18:20

一,定时器介绍

定时器简单来说,就是设置一个时间，然后开始定时，等定时时间到达设定时间的时候，

则发生一些动作,如:响铃。

二, 基本原理

1,计数功能：GPT 通常是一个 32 位或 16 位的计数器，能够对时钟信号进行计数。它可以配置为向上计数、向下计数或者向上向下同时计数，通过对时钟脉冲的计数来实现定时、测量时间间隔或产生特定的时间延迟等功能。

2,时钟源选择：其时钟输入可以选择内部的 PCLKD 分频后输入，或者选择通过 GTETRGn 引脚输入外部时钟，但不能同时选择两者。不同的时钟源选择可以满足不同的应用需求，例如使用内部时钟可以方便地与系统时钟同步，而外部时钟则可以提供更精确的计时基准或与外部事件同步。

3,内部电路

三, 工作原理

1,选择时钟

输入到预分频器的时钟可以从4个时钟源中选择。下表描述了GPT的时钟源。有关时钟设置、配置和门控信息，请参阅时钟控制器模块（CCM）

可以从 4 个时钟源中选择输入到预分频器的时钟，分别为：

高频参考时钟（ipg_clk_highfreq），

低频参考时钟（ipg_clk_32k），

外围时钟（ipg_clk）

外部时钟（GPT_CLK）或者晶体振荡器时钟（ipg_clk_24M）

外部时钟（GPT_CLK）或者晶体振荡器时钟（ipg_clk_24M）只能选择一个。

这里我们选择 ipg_clk=66MHZ 作为GPT定时器的输入时钟源，芯片在启动的时候，芯片内部的程序已经做了系统时钟初始化，初始化的时钟频率如下:

2, 时钟源选择寄存器

时钟源选择寄存器主要用于确定通用定时器（GPT）等相关模块获取时钟信号的来源。它允许系统根据实际需求，从多个可用的时钟源中选择合适的一个，以此来驱动定时器进行计数等操作，进而满足不同应用场景对计时精度、与外部事件同步等方面的要求。

3, 预分频设置寄存器:

简单来说,预分频就是对你选择的时钟源进行分频.假如你选择的主板的频率大概是72MHZ,但是定时一般用不了这么的,就好像,坐小车对电机进行pwm控制,一般只需要20k-30kHZ左右进行,这时候就要进行分频,

4,GPT计数器工作模式

GPT计数器可以编程为以两种模式之一工作：重新启动模式或自由运行模式

1,在重新启动模式下（可通过GPT控制寄存器GPT_CR选择），当计数器达到比较值时，计数器复位并从0x00000000再次启动.

2,重新启动功能仅与比较通道1相关联。对通道1的比较寄存器的任何写访问都将重置GPT计数器。这样做是为了避免在计数进行时比较值从较高值更改为较低值时可能丢失比较事件。对于其他两个比较通道，当比较事件发生时，计数器不会重置。

3,在自由运行模式下，当所有3个通道发生比较事件时，计数器不会重置；相反，计数器继续计数，直到0xffffffff，然后滚动（到0x00000000）

5,GPT操作

1,通用计时器（GPT）有一个计数器（GPT_CNT），它是一个32位自由运行的向上计数器，它在软件启用后开始计数（EN=1）。

2,如果禁用GPT计时器（EN=0），则主计数器和预分频计数器将冻结其当前计数值。ENMOD位确定设置EN位并再次启用计数器时GPT计数器的值。

3,如果设置了ENMOD位（=1），则启用GPT时，主计数器和预分频器计数器值将重置为0（EN=1）,如果ENMOD位被编程为0，则当GPT再次启用时（EN=1），主计数器和预分

频器计数器从其冻结值重新开始计数。

6, GPT的输入捕获

在嵌入式开发中，我们经常需要捕获传感器的高电平（或低电平）信号的持续时间，如红外解码信号、编码器输入信号等。

1, 输入捕获工作原理

(1),启动定时器，让CNT计数器在不停的计数

(2),首先配置定时器的输入通道为上升沿捕获，这样当检测到从0到1的跳变时，ICR就会先保存当前的CNT值

(3),然后将定时器的输入通道为下降沿捕获，当检测从1到0的跳变时，ICR就会先保存当前的CNT值.

(2),最终我们根据两次捕获的值，就可以计算出高电平持续的时间

2, GPT的输入捕获操作

有两个输入捕获通道，每个输入捕获通道都有一个专用的捕获引脚、捕获寄存器和输入边缘检测/选择逻辑。每个输入捕获功能都有一个关联的状态标志，可以导致处理器发出中断服务请求.

当输入捕获引脚上发生选定的边缘转换时，GPT_CNT的内容将在相应的捕获寄存器上捕获，并设置适当的中断状态标志。如果设置了相应的使能位（在中断寄存器中），则可以在检测到转换时生成中断请求。捕获可以编程为发生在输入引脚的上升沿、下降沿、上升沿和下降沿上，或者可以禁用捕获。事件与选择运行计数器的时钟同步。只有在先前记录的转换之后至少一个时钟周期（选择运行计数器的时钟）发生的转换才能保证触发捕获事件。输入转换的锁定中最多可以有一个时钟周期的不确定性。输入捕获寄存器可以在任何时候读取，而不会影响它们的值。

三个输出比较通道使用相同的计数器（GPT_CNT）作为输入捕获通道。当输出比较寄存器的编程内容与GPT_CNT中的值匹配时，设置输出比较状态标志并生成中断（如果在中断寄存器中设置了相应的位）。因此，输出比较定时器引脚将被设置、清除、切换、完全不受影响或输出一个低脉冲 (脉冲持续时间为定时器的时钟源的周期).

四,代码案例

#include "gpt.h"

void gpt_init()
{
    //gpt失能
    GPT1->CR &= ~(0x1<<0);
    //复位gpt

    GPT1->CR |= (0x1<<15);

    while(GPT1->CR & (0x1<<15));

    //时钟源设置
    GPT1->CR &= ~(0x7<<6);
    GPT1->CR |= (0x1<<6);

    //预分频设置65  1us

    GPT1->PR &= ~(0xfff<<0);
    GPT1->PR |= (0x41<<0);

}

void gpt_start()
{
    GPT1->CR |= (0x1<<1);

    GPT1->CR |= (0x1<<9);
    //使能
    GPT1->CR |= (0x1<<0);
}

void gpt_stop()
{
    //失能
     GPT1->CR &= ~(0x1<<0);
}
//比较寄存器的值
void gpt_setval(int val)
{
    GPT1->OCR3 = val;
}

void gpt_wait()
{
    while(!(GPT1->SR & (0x1<<2)));
}

//us
void delay_us(int us)
{
    gpt_init();
    gpt_setval(us); 
    gpt_start();
    gpt_wait();
    gpt_stop();
}
//ms
void delay_ms(int ms)
{
    gpt_init();
    gpt_setval(ms*1000); 
    gpt_start();
    gpt_wait();
    gpt_stop();
}
//s
void delay_s(int s)
{
    gpt_init();
    gpt_setval(s*1000*1000); 
    gpt_start();
    gpt_wait();
    gpt_stop();
}

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