基於F28335定時器0的定時中斷

TMS320F28335在實際的應用比較廣泛。在具體應用過程中，往往有優先級比較高的定時需求。實現次功能的方式有數種，例如使用PWM中斷，定時器中斷等。這裏介紹使用定時器0作爲觸發源進行中斷，實現定時中斷的功能。

1 定時中斷的意義

在F28335的使用過程中，使用定時器進行定時中斷，可以執行定時任務。該任務的執行的時間誤差相比特別小。

2 原理介紹

2.1 中斷介紹

CPU在執行任務時，遇到優先級更高的任務，CPU將會先去執行優先級更高的任務，執行完畢後繼續執行當前任務，這就是中斷。
F28335的具有諸多資源，許多資源均可以觸發中斷。將可以觸發中斷的資源稱爲中斷源。下圖位F28335的中斷源及連接關係。

由於F28335的 中斷源很多，因此F28335採用三級中斷機制，分爲外設級、PIE級和CPU級。原理圖如下所示：

而定時器0就是採用這種三級中斷機制。

爲了便於管理諸多中斷源，TI按照優先級進行了諸多中斷源的分組。其中，定時器0在PIE的第一組第七個，在CPU級的第一組。

2.2 定時器介紹

F28335具有三個定時器，分別爲Timer0、Timer1和Timer2。

定時器的具體功能框圖如下所示：

定時器有一個預分頻模塊和一個定時/計數模塊，其中預分頻模塊有一個16位的定時器分頻寄存器（TDDRH：TDDR）和。一個16位的預定標計數器（PSCH：PSC）；定時/計數模塊包括一個32位的週期寄存器（PRDH：PRD）和一個32位的計數寄存器（TIMH：TIM）。

由下圖F28335系統時鐘圖可知，定時器是由系統時鐘來提供時鐘的。

當系統時鐘（SYSCLKOUT）來一個脈衝，PSCH：PSC預定標計數器減1，當PSCH：PSC預定標計數器減到0的時候，預定標計數器產生下溢後向計數寄存器TIMH：TIM借位，也即計數寄存器TIMH：TIM減1，同時PSCH：PSC在一個系統時鐘脈衝之後重載定時器分頻寄存器TDDRH：TDDR的值，當計數寄存器TIMH：TIM減到0產生下溢的時候，計數寄存器TIMH：TIM會重載週期寄存器TIMH：TIM的值。此時，如果TIMERxTCR.TIF位使能了，那麼同時定時器會產生一箇中斷信號給CPU。

2.3 定時器0觸發中斷過程

定時器0觸發中斷的結構圖如下所示：

當TIMER0TCR.TIF位使能了，那麼在定時器重載計數寄存器TIMH：TIM時會產生一箇中斷信號。該中斷信號就是TINT0（定時器0在中斷向量表的位置和命名）。定時器0中斷信號在PIE第一組中的第七個中斷，因此PIE的第一組會產生中斷信號（需要使能PIE第一組中斷）到CPU級，然後到CPU內核，CPU如果判定此時響應該中斷，那麼就會找到中斷向量表中的TINT0所指向的中斷服務子函數，並執行。

根據上述定時器原理，可得定時時間T公式爲：
$T = \frac{(PRDH:PRD)*(TDDRH:TDDR+1)}{SYSCLKOUT}$
其中： $PRDH:PRD$ 爲周器寄存器的值；$TDDRH:TDD$爲定時器預分頻寄存器的值；$SYSCLKOUT$爲系統時鐘頻率。

3 實現過程

DSP的運行過程如下：

1. 關所有中斷，禁止CPU中斷，清除所有CPU中斷標誌；
2. 初始化系統時鐘；
3. 中斷設置始化；
4. 定時器初始化；
5. 使能中斷，開中斷；
6. 進入主循環；
7. 等待中斷；
8. 中斷到時，執行中斷任務；
9. 結束中斷任務後，執行中斷應答，清除定時器標誌；
10. 重複7~9

具體代碼如下：

3.1 關所有中斷，禁止CPU中斷，清除所有CPU中斷標誌

	//Clear all interrupts and initialize PIE vector table: Disable CPU interrupts
    DINT;

    //Disable CPU interrupts and clear all CPU interrupt flags;
    IER = 0x0000;
    IFR = 0x0000;

3.2 初始化系統時鐘

	// Disable the watchdog	
	EALLOW;
    SysCtrlRegs.WDCR= 0x0068;
    EDIS;

	// Initialize the PLL control: PLLCR and DIVSEL
    // DSP28_PLLCR and DSP28_DIVSEL are defined in DSP2833x_Examples.h
    InitPll(DSP28_PLLCR,DSP28_DIVSEL);

	// Initialize the peripheral clocks
    InitPeripheralClocks();

3.3 中斷設置始化

	//Initialize PIE control registers;detail info in the DSP2802x_PieCtrl.c file.
    InitPieCtrl();

	//Initialize PIE vector table with pointers to the shell ISR
    InitPieVectTable();

	//Add adress of ISRTask to PIEVectTable
	EALLOW;
	PieVectTable.TINT0 = &ISRTimer0;
	EDIS;

	//Enable INT1 & INT1.7
	IER |= M_INT1;
	PieCtrlRegs.PIECTRL.bit.ENPIE = 1;
    PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx7 = 1;	

3.4 定時器初始化

	// CPU Timer 0
	//初始化計數值

	//Counter = 1500*(1/150MHz)=10us
	CpuTimer0Regs.PRD.all = 1500;		

	// Initialize pre-scale counter to divide by 1 (SYSCLKOUT):
	CpuTimer0Regs.TPR.all  = 0;
	CpuTimer0Regs.TPRH.all = 0;
	CpuTimer0Regs.TIM.all = 0;
	
	//自動重新裝載計數值
	CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB = 1;
	//啓動定時器0
	CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSS = 0;
	
	//定時器0中斷使能
	CpuTimer0Regs.TCR.bit.TIE = 1;

3.5 使能中斷，開中斷

    //Enable global Interrupts and higher priarity real-tme debug events;
    EINT;
    ERTM;

3.6 進入主循環

	for(;;)
    {

    }

3.7 等待中斷

3.8 中斷到時，執行中斷任務

    interrupt void ISRTimer0(void)
    {
        //Task
        
        //Interrupt ACK & Clear Timer0
        PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1;
        TIMER0_OUT_CLEAR();
        CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB = 1;  
    }

3.9 執行中斷應答，清除定時器標誌

    //Interrupt ACK & Clear Timer0
    PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1;
    TIMER0_OUT_CLEAR();
    CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB = 1; 

4 實驗驗證

爲了驗證基於定時器是否能夠實現定時任務，設計GPIO輸出電平1s定時翻轉任務。

代碼的具體實現方式是在上述中斷函數中加入翻轉邏輯，代碼如下：

interrupt void ISRTimer0(void)
{
    static int s_iGPIOCnt = 0;
    
    //Task
    if(++s_iGPIOCnt >= 100000 )      //10us * 100000 = 1s
    {
        GpioDataRegs.GPATOGGLE.bit.GPIO0 = 1;
        s_iGPIOCnt = 0;
    }
    
    //Interrupt ACK & Clear Timer0
    PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1;
    TIMER0_OUT_CLEAR();
    CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB = 1;  
}

通過觀測，發現GPIO口對應的LED進行1s的亮滅閃爍。

5 結論

通過觀測到LED的閃爍，證明了中斷函數因爲定時器而響應，時間上大概爲10us。