Таймер

В системе присутствует 3 модуля таймера. Каждый таймер поддерживает 3 различных независимых режима работы. Кроме того, TIMER0 и TIMER1 дополнительно поддерживают 4-ый режим работы, в котором они взаимодействуют между собой. Каждый модуль имеет внешний вход, который, в зависимости от режима, управляет таймером.

Структурная схема

Структурная схема двух соединенных модулей таймера

Таймер состоит из следующих блоков:

• REGISTERS – блок для хранения управляющих данных и статусов;
• TIMER – блок управления счетом;
• SWITCHER_CENTRE – переключатель, определяет будут ли использованы внутренние сигналы или сигналы с соседнего таймера;
• ALLOCATOR – выделитель, выделяет фронт и спад внешнего сигнала;
• SYNCHRONIZER – синхронизатор, синхронизирует внешний сигнал к системной частоте;
• SWITCHER_IN – переключатель, определяет источник внешнего сигнала.

Работа в режиме «Простой таймер»

Принцип работы

В режиме «Простой таймер» модуль представляет собой 24-разрядный таймер с инкрементацией каждый такт системной частоты. Таймер считает до значения, записанного в регистры периода счета таймера TMR_PRDH, TMR_PRDM и TMR_PRDL. По достижению заданного значения таймер либо останавливается, либо начинает счет с нуля. Данная функция определяется битом CYCLES регистра TMR_CTRL. Также во время работы допускается перезапись текущего периода счета таймера. 
В результате перезаписи текущее значение таймера будет сброшено в 0 и счет начнется заново. Текущее значение таймера находится в регистрах TMR_VALH, TMR_VALM, TMR_VALL.

Значение, до которого будет считать модуль, определяется как:

$$N_{clk} = PRD + 1,$$

где N_clk – количество тактов системной частоты.

Статусы и прерывания

Статусы содержаться в регистре TMR_ST. В данном режиме вырабатывается статус окончания счета периода – бит END_PRD. На основании данного статуса возможно возникновение прерывания. Прерывание разрешается путем записи «1» в соответствующий бит регистра маски прерываний TMR_MSK.

Алгоритм работы

Процедура настройки режима «Простой таймер»:

• в регистры TMR_PRDH, TMR_PRDM и TMR_PRDL записать требуемое значение периода счета таймера;
• в регистре TMR_MSK при необходимости разрешить прерывание;
• в регистре TMR_CTRL:
  • установить требуемое значение бита CYCLES;
  • установить бит T/C в «0»;
  • в биты MODE необходимо записать значение 00b;
  • установить бит EN_EXT в «0»;
  • установить бит EN в «1».
• текущее значение таймера можно вычитать из регистров TMR_VALH, TMR_VALM и TMR_VALL.

Работа в режиме «Таймер с внешней остановкой»

Принцип работы

В режиме «Таймер с внешней остановкой» модуль представляет собой 24-разрядный таймер с инкрементацией каждый такт системной частоты. При запуске таймер считает с нуля до момента возникновения заданного события на соответствующем выводе GPIO (альтернативная функция I_TIMER_EXT). Тип события остановки определяется битом STOP_TYPE регистра TMR_CFG. Текущее значение таймера находится в регистрах TMR_VALH, TMR_VALM и TMR_VALL.

Статусы и прерывания

Статусы содержатся в регистре TMR_ST. В данном режиме вырабатывается статус переполнения таймера – бит OVW и статус остановки таймера по внешнему событию – бит STOP_EVENT. На основании данных статусов возможно возникновение прерываний. Прерывание разрешается путем записи «1» в соответствующий бит регистра маски прерываний TMR_MSK.

Алгоритм работы

Процедура настройки режима «Таймер с внешней остановкой»:

• в регистре TMR_CFG задать тип события остановки счета таймера путем записи требуемого значения в бит STOP_TYPE;
• в регистре TMR_MSK разрешить необходимые прерывания;
• в регистре TMR_CTRL:
  • установить бит CYCLES в «0»;
  • установить бит T/C в «0»;
  • в биты MODE необходимо записать значение 01b;
  • установить бит EN_EXT в «0»;
  • установить бит EN в «1».
• текущее значения таймера можно вычитать из регистров TMR_VALH, TMR_VALM и TMR_VALL.

Работа в режиме «Межсобытийный таймер»

Принцип работы

В режиме «Межсобытийный таймер» модуль представляет собой 24-разрядный таймер с инкрементацией каждый такт системной частоты. После разрешения работы таймер ожидает событие старта на соответствующем выводе GPIO (альтернативная функция I_TIMER_EXT). Тип события старта определяется битом START_TYPE регистра TMR_CFG. Окончанием счета является событие остановки счета таймера на выводе GPIO. Тип события остановки определяется битом STOP_TYPE регистра TMR_CFG. Текущее значение таймера находится в регистрах TMR_VALH, TMR_VALM и TMR_VALL.

Статусы и прерывания

Статусы содержаться в регистре TMR_ST. В данном режиме вырабатывается статус переполнения таймера – бит OVW, статус запуска таймера по внешнему событию – бит START_EVENT и статус остановки таймера по внешнему событию – бит STOP_EVENT. На основании данных статусов возможно возникновение прерываний. Прерывание разрешается путем записи «1» в соответствующий бит регистра маски прерываний TMR_MSK.

Алгоритм работы

Процедура настройки режима «Межсобытийный таймер»:

• в регистре TMR_CFG задать тип события запуска и остановки счета таймера путем записи требуемого значения в биты START_TYPE и STOP_TYPE;
• в регистре TMR_MSK разрешить необходимые прерывания;
• в регистре TMR_CTRL:
  • установить бит CYCLES в «0»;
  • установить бит T/C в «0»;
  • в биты MODE необходимо записать значение 10b;
  • установить бит EN_EXT в «0»;
  • установить бит EN в «1».
• текущее значения таймера можно вычитать из регистров TMR_VALH, TMR_VALM и TMR_VALL.

Работа в режиме «Таймер-счетчик»

Примечание

Данный режим работы поддерживают модули TIMER0 и TIMER1. Модуль TIMER2 данный режим работы не поддерживает. При запуске TIMER2 в режиме «Таймер-счетчик» модуль уйдет в состояние ожидания, выход из которого возможен только по отключению модуля.

Принцип работы

В режиме «Таймер-счетчик» модули взаимодействуют между собой. Один из модулей необходимо настроить в режим таймера, а второй в режим счетчика. На вход модуля, который работает в режиме счетчика может быть подана либо частота внутреннего RC-генератора, либо сигнал с соответствующего вывода GPIO (альтернативная функция I_TIMER_EXT). Источник сигнала, события на котором будут отслеживаться, определяется битом EVENT_TYPE регистра TMR_CFG модуля счетчика. Тип события старта задается в обоих модулях битом START_TYPE регистра TMR_CFG.

После настройки модуль в режиме таймера и модуль в режиме счетчика ожидают события старта от ранее выбранного источника. Затем модуль, работающий в режиме таймера, считает до момента остановки его модулем в режиме счетчика. Модуль в режиме счетчика считает до значения, записанного в регистры периода счета TMR_PRDH, TMR_PRDM и TMR_PRDL. Счетчик увеличивается на 1 каждый раз, когда фиксирует заданное событие. Тип события определяется битом FIX_TYPE регистра TMR_CFG. По завершению счета модуль в режиме счетчика формирует событие окончания счета для модуля, работающего в режиме таймера. В результате оба модуля прекращают счет. Перезаписывать значение TMR_PRDH, TMR_PRDM и TMR_PRDL для модуля в режиме счетчика в ходе работы запрещено.

При START_TYPE = FIX_TYPE значение, до которого будет считать счетчик, определяется как:

$$N_{event} = PRD + 1,$$

где N_event – количество тактов системной частоты.

При START_TYPE != FIX_TYPE:

$$N_{event} = PRD$$

Статусы и прерывания

Статусы содержаться в регистре TMR_ST. В данном режиме, для модуля, работающего в режиме таймера, вырабатывается статус переполнения таймера – бит OVW, статус запуска таймера по внешнему событию – бит START_EVENT и статус остановки таймера по внешнему событию – бит STOP_EVENT. Для модуля, работающего в режиме счетчика, вырабатывается статус запуска таймера по внешнему событию – бит START_EVENT. На основании данных статусов возможно возникновение прерываний. Прерывание разрешается путем записи «1» в соответствующий бит регистра маски прерываний TMR_MSK.

Алгоритм работы

Процедура настройки режима «Таймер-счетчик» для модуля в режиме таймера:

• в регистре TMR_CFG задать тип события запуска счета таймера путем записи требуемого значения в бит START_TYPE;
• в регистре TMR_MSK разрешить необходимые прерывания;
• в регистре TMR_CTRL:
  • установить бит CYCLES в «0»;
  • установить бит T/C в «0»;
  • в биты MODE необходимо записать значение 11b;
  • установить бит EN_EXT в «1»;
  • установить бит EN в «1».
• текущее значения таймера можно вычитать из регистров TMR_VALH, TMR_VALM и TMR_VALL.

Бит EN_EXT разрешает соседнему модулю начать работу, таким образом синхронизируя запуск обоих модулей.

Процедура настройки режима «Таймер-счетчик» для модуля в режиме счетчика:

• в регистре TMR_CFG:
  • задать источник сигнала битом EVENT_TYPE;
  • задать тип события счетчика битом FIX_TYPE;
  • задать тип события запуска счета битом START_TYPE.
• в регистры TMR_PRDH, TMR_PRDM и TMR_PRDL записать требуемое значение периода счета таймера;
• в регистре TMR_MSK при необходимости разрешить прерывание;
• в регистре TMR_CTRL:
  • установить бит CYCLES в «0»;
  • установить бит T/C в «1»;
  • в биты MODE необходимо записать значение 11b;
  • установить бит EN_EXT в «1»;
  • установить бит EN в «1».
• текущее значения таймера можно вычитать из регистров TMR_VALH, TMR_VALM и TMR_VALL.

Бит EN_EXT разрешает соседнему модулю начать работу, таким образом синхронизируя запуск обоих модулей.

Регистры таймеров

№	Аббревиатура	Доступ	Описание
TIMER0
2D00h	TMR0_CTRL	RW	Регистр управления
2D01h	TMR0_CFG	RW	Регистр конфигурации
2D02h	TMR0_PRDH	RW	Период счета таймера, старшая часть
2D03h	TMR0_PRDM	RW	Период счета таймера, старшая часть
2D04h	TMR0_PRDL	RW	Период счета таймера, младшая часть
2D05h	TMR0_VALH	R	Текущее значение таймера, старшая часть
2D06h	TMR0_VALM	R	Текущее значение таймера, средняя часть
2D07h	TMR0_VALL	R	Текущее значение таймера, младшая часть
2D08h	TMR0_MSK	RW	Регистр маски прерываний
2D09h	TMR0_ST	R	Регистр статусов
TIMER1
2D20h	TMR1_CTRL	RW	Регистр управления
2D21h	TMR1_CFG	RW	Регистр конфигурации
2D22h	TMR1_PRDH	RW	Период счета таймера, старшая часть
2D23h	TMR1_PRDM	RW	Период счета таймера, старшая часть
2D24h	TMR1_PRDL	RW	Период счета таймера, младшая часть
2D25h	TMR1_VALH	R	Текущее значение таймера, старшая часть
2D26h	TMR1_VALM	R	Текущее значение таймера, средняя часть
2D27h	TMR1_VALL	R	Текущее значение таймера, младшая часть
2D28h	TMR1_MSK	RW	Регистр маски прерываний
2D29h	TMR1_ST	R	Регистр статусов
TIMER2
2D40h	TMR2_CTRL	RW	Регистр управления
2D41h	TMR2_CFG	RW	Регистр конфигурации
2D42h	TMR2_PRDH	RW	Период счета таймера, старшая часть
2D43h	TMR2_PRDM	RW	Период счета таймера, старшая часть
2D44h	TMR2_PRDL	RW	Период счета таймера, младшая часть
2D45h	TMR2_VALH	R	Текущее значение таймера, старшая часть
2D46h	TMR2_VALM	R	Текущее значение таймера, средняя часть
2D47h	TMR2_VALL	R	Текущее значение таймера, младшая часть
2D48h	TMR2_MSK	RW	Регистр маски прерываний
2D49h	TMR2_ST	R	Регистр статусов

TMRx_CTRL

Бит	7	6	5	4	3	2	1	0
Назначение	Резерв		CYCLES	T/C	MODE		EN_EXT	EN
Начальное значение	0

CYCLES – работа таймера по достижению значения периода:

• 1 – повторный счет с нуля;
• 0 – остановка счета.

T/C – работа в режиме таймера или счетчика, имеет значение только при MODE «Таймер-счетчик»:

• 1 – режим счетчика;
• 0 – режим таймера.

MODE – режимы работы модуля:

• 11b – «Таймер-счетчик»;
• 10b – «Межсобытийный таймер»;
• 01b – «Таймер с внешней остановкой»;
• 00b – «Простой таймер».

EN_EXT – разрешение работы соседнего модуля таймера, имеет значение только при MODE «Таймер-счетчик»:

• 1 – работа соседнего таймера разрешена;
• 0 – работа соседнего таймера запрещена.

При работе с регистрами модуля TIMER0 бит EN_EXT управляет модулем TIMER1. При работе 
с регистрами модуля TIMER1 бит EN_EXT управляет модулем TIMER0.

EN – разрешение работы таймера:

• 1 – таймер включен;
• 0 – таймер выключен.

TMRx_CFG

Бит	7	6	5	4	3	2	1	0
Назначение	Резерв				EVENT_TYPE	FIX_TYPE	STOP_TYPE	START_TYPE
Начальное значение	0

EVENT_TYPE – источник сигнала, на котором отслеживаются события в режиме «Таймер-счетчик»:

• 1 – вывод GPIO;
• 0 – внутренний RC-генератор.

FIX_TYPE – тип события, которое считается счетчиком в режиме «Таймер-счетчик»:

• 1 – событие заднего фронта;
• 0 – событие переднего фронта.

STOP_TYPE – тип события остановки счета таймера:

• 1 – остановка по заднему фронту;
• 0 – остановка по переднему фронту.

START_TYPE – тип события старта счета таймера:

• 1 – старт по заднему фронту;
• 0 – старт по переднему фронту.

TMRx_PRDH

Бит	7	6	5	4	3	2	1	0
Назначение	PRD
Начальное значение	0

PRD – период счета таймера, старшая часть.

TMRx_PRDM

Бит	7	6	5	4	3	2	1	0
Назначение	PRD
Начальное значение	0

PRD – период счета таймера, средняя часть.

TMRx_PRDL

Бит	7	6	5	4	3	2	1	0
Назначение	PRD
Начальное значение	0

PRD – период счета таймера, младшая часть.

TMRx_VALH

Бит	7	6	5	4	3	2	1	0
Назначение	VAL
Начальное значение	0

VAL – текущее значение таймера, старшая часть.

TMRx_VALM

Бит	7	6	5	4	3	2	1	0
Назначение	VAL
Начальное значение	0

VAL – текущее значение таймера, средняя часть.

TMRx_VALL

Бит	7	6	5	4	3	2	1	0
Назначение	VAL
Начальное значение	0

VAL – текущее значение таймера, младшая часть.

TMRx_MSK

Возможно формирование прерывания по любому биту статусного регистра TMR_ST. Расположение битов в TMR_ST и TMR_MSK аналогично.

Бит	7	6	5	4	3	2	1	0
Назначение	Резерв				STOP_EVENT	START_EVENT	OVW	END_PRD
Начальное значение	0

Для каждого из битов справедливо:

• 1 – данное прерывание формируется;
• 0 – данное прерывание не формируется.

TMRx_ST

Возможно формирование прерывания по любому биту статусного регистра TMR_ST. Расположение битов в TMR_ST и TMR_MSK аналогично.

Бит	7	6	5	4	3	2	1	0
Назначение	Резерв				STOP_EVENT	START_EVENT	OVW	END_PRD
Тип статуса					EVENT
Начальное значение	0

STOP_EVENT – зафиксировано событие остановки таймера;

START_EVENT – зафиксировано событие старта таймера;

OVW – зафиксировано переполнение таймера;

END_PRD – зафиксирован конец счета периода.