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ZYNQ嵌入式之定时器（基于PYNQ-Z2开发板）

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本节主要通过定时器中断控制LED亮灭来简单演示定时器的使用

定时器的基本概念

  • 每个Cortex-A9处理器都有一个私有的32位定时器（提供常规的记时记数以及输出PWM）和一个32位的看门狗定时器（实现监控和监视，当系统发生灾难性故障的时候，让程序能重启，恢复正常状态）
  • 每个处理器都共享一个64位的定时器
  • 这些定时器的频率总是CPU频率的一半
  • 在系统层面来说，还有一个24位的看门狗定时器和两个三重定时器（对信号的脉冲宽度进行计数）

定时器中断实验

  • 实验任务：通过定时器的中断，每1s控制一次PL LED灯的亮灭

1.Vivado中的配置

  • 与配置EMIO实验一样

2.Vitis中的代码编写

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#include<iostream>
#include<xparameters.h>
#include<xgpiops.h>
#include<xscutimer.h>
#include<xscugic.h>

using namespace std;

/***********************参数声明**********************/
/*GPIO相关参数*/
#define GPIO_DEVICE_ID	XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID
#define EMIO54_LED0	54 //PL端的第54个pin分配给LED0
XGpioPs Gpio; //GPIO设备的驱动程序实例

/*定时器相关参数*/
#define TIMER_DEVICE_ID		XPAR_XSCUTIMER_0_DEVICE_ID //定时器器件ID
#define TIMER_IRPT_INTR		XPAR_SCUTIMER_INTR //定时器中断ID
#define TIMER_LOAD_VALUE	0x135EFB82 //定时器的装载值
/*想要延时1s： 时钟为1/2的CPU时钟，即为650/2=325MHz。
    先计算时钟周期：1s/325M=3.077ns
  1s对应数字：1s/3.077ns =0x135EFB83 （因为从0开始计数，则在0x135EFB83的结果上-1，即为0x135EFB82）   */
XScuTimer TimerInstance; //Cortex A9私有定时器的实例

/*中断相关参数*/
#define INTC_DEVICE_ID		XPAR_SCUGIC_0_DEVICE_ID //中断控制器的ID
XScuGic IntcInstance;  //中断控制器的实例

/***********************函数声明**********************/
void gpio_init(void);
void timer_init(XScuTimer *TimerInstancePtr,u16 TimerDeviceId);
void timer_intr_init(XScuGic *IntcInstancePtr,XScuTimer *TimerInstancePtr,u16 TimerIntrId);
void timer_intr_handler(void *CallBackRef);

/***********************主函数入口**********************/
int main(void)
{
	gpio_init();
	timer_init(&TimerInstance, TIMER_DEVICE_ID);
	timer_intr_init(&IntcInstance, &TimerInstance, TIMER_IRPT_INTR);
	XScuTimer_Start(&TimerInstance);//开启定时器
	while(1);
	return 0;
}

void gpio_init(void)
{
	XGpioPs_Config * ConfigPtr;

	//配置器件的ID，查找器件的配置信息
	ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEVICE_ID);
	//初始化GPIO驱动
	XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr, ConfigPtr->BaseAddr);

	//设置GPIO的方向（0：输入/1：输出）
	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio,EMIO54_LED0, 1);

	//设置输出使能（1：关闭/1：打开）
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, EMIO54_LED0, 1);

	//XGpioPs_WritePin(&Gpio, EMIO54_LED0, led_value);
}

//定时器初始化
void timer_init(XScuTimer *TimerInstancePtr,u16 TimerDeviceId)
{
	XScuTimer_Config *ConfigPtr;

	//初始化私有定时器
	ConfigPtr = XScuTimer_LookupConfig(TimerDeviceId);
	XScuTimer_CfgInitialize(TimerInstancePtr, ConfigPtr, ConfigPtr->BaseAddr);

	//配置计数器初始值
	XScuTimer_LoadTimer(TimerInstancePtr, TIMER_LOAD_VALUE);

	//使能自动装载模式
	XScuTimer_EnableAutoReload(TimerInstancePtr);
}

//定时器中断初始化
void timer_intr_init(XScuGic *IntcInstancePtr,XScuTimer *TimerInstancePtr,u16 TimerIntrId)
{
	XScuGic_Config *IntcConfig;

	IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);
	XScuGic_CfgInitialize(IntcInstancePtr, IntcConfig, IntcConfig->CpuBaseAddress);

	//中断异常处理
	Xil_ExceptionInit();
	Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_IRQ_INT,
					(Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler,
					IntcInstancePtr);
	Xil_ExceptionEnable();

	//设置定时器的中断处理函数
	XScuGic_Connect(IntcInstancePtr, TimerIntrId,
					(Xil_ExceptionHandler)timer_intr_handler,
					(void *)TimerInstancePtr);

	//使能中断控制器
	XScuGic_Enable(IntcInstancePtr, TimerIntrId);

	//使能定时器中断
	XScuTimer_EnableInterrupt(TimerInstancePtr);

}

//定时器中断处理函数
void timer_intr_handler(void *CallBackRef)
{
	static int led_status = 1;
	XScuTimer *TimerInstancePtr = (XScuTimer *) CallBackRef;
	//进入中断之后清除中断
	if(XScuTimer_IsExpired(TimerInstancePtr))
	{
		//向MIO引脚写入高低电平,只看最低位是0还是1
		XScuTimer_ClearInterruptStatus(TimerInstancePtr); //每次进入中断后清除中断
		XGpioPs_WritePin(&Gpio, EMIO54_LED0, led_status);
		led_status = ~led_status;
	}

}
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