s3c2440芯片中一共有5個16位的定時器，其中有4個定時器（定時器0~定時器3）具有脈寬調(diào)制功能,即他們都有個輸出引腳，可以通過定時器來控制引腳周期性的高低電平變化，定時器4沒有輸出引腳。上次脫機(jī)運(yùn)行PWM測試程序?qū)嶒?yàn)的時候就用到了這塊，所以這次將PWM和定時器放在一起來學(xué)習(xí)。
定時器部件的時鐘源為PCLK，首先通過兩個8位預(yù)分頻器降低頻率，定時器0和1共用第一個預(yù)分頻器，2，3，4共用第二個預(yù)分頻器。預(yù)分頻器輸出接入第二級分頻器，可以生成5種分頻信號(1/2，1/4，1/8，1/16，TCLK)，其中8位預(yù)分頻器是可編程，根據(jù)裝載值來分頻PCLK，值儲存在TCFG0和TCFG1中。
定時器內(nèi)部控制邏輯工作流程如下：
1.程序初始，先設(shè)置TCMPBn、TCNTBn這兩個寄存器，分別表示定時器n的比較值和初始計(jì)數(shù)值。
2.然后設(shè)置TCON寄存器啟動定時器n，這時TCMPBn、TCNTBn值將被裝入內(nèi)部寄存器TCMPn、TCNTn。在定時器n的工作頻率下，TCNTn開始減1計(jì)數(shù)，其值可以通過讀取TCNTOn得知。
3.當(dāng)TCNTn值等于TCMPn值的時候，定時器n的輸出管腳TOUTn反轉(zhuǎn)；TCNTn繼續(xù)減1計(jì)數(shù)。
4.當(dāng)TCNTn值為0，輸出管腳TOUTn再次反轉(zhuǎn)，并觸發(fā)定時器n中斷(中斷使能)。
5.當(dāng)TCNTn值為0，如果在TCON寄存器中將定時器n設(shè)為自動加載，則TCMPBn、TCNTBn值將被自動裝入內(nèi)部寄存器TCMPn、TCNTn中，進(jìn)入下一個計(jì)數(shù)流程。
定時器n的輸出管腳TOUTn初始狀態(tài)為高電平，然后會兩次反轉(zhuǎn)，也可以通過TCON寄存器設(shè)定其初始電平，這樣輸出就完全反相了。通過設(shè)置TCMPBn、TCNTBn可以設(shè)置TOUTn輸出信號的占空比，這樣就是所謂的PWM。這里PWM的原理就不做介紹了。
下面介紹定時器的幾種重要寄存器，每一種我們都以定時器0為例。
1.TCFG0寄存器
[7:0]，[15:8]各8位分別被用于控制預(yù)分頻器0，1，值為0~255。經(jīng)過預(yù)分頻器出來的時鐘頻率為：PCLK/(prescaler+1)。
2.TCFG1寄存器
經(jīng)過預(yù)分頻器得到的時鐘將進(jìn)入2次分頻，這個寄存器就是設(shè)置2次分頻系數(shù)的。這樣定時器的工作頻率為：PCLK/(prescaler+1)/(divider value)，其中prescaler=0~255，divider value=2，4，6，8。
3.TCON寄存器
TCON寄存器位[3:0]、[11:8]、[15:12]、[19:16]、[22:20]分別用于定時器0~4，位[4]為死區(qū)使能位，[7:5]為保留位。除了定時器4沒有輸出反轉(zhuǎn)位外，其他位功能相似，這里以定時器0為例加以說明。位[0]開啟停止位：0停止定時器，1開始定時器。[1]手動更新位：0無用，1將TCNTBn/TCMPBn寄存器的值裝入內(nèi)部寄存器TCNTnTCMPn中。[2]輸出反轉(zhuǎn)：0不反轉(zhuǎn)，1反轉(zhuǎn)。[3]自動加載：0不自動加載，1自動加載。
4.TCNTBn/TCMPBn寄存器
5.TCNTOn寄存器
下面就具體介紹如何實(shí)現(xiàn)PWM功能。
1、PWM是通過引腳TOUT0~TOUT3輸出的，而這4個引腳是與GPB0~GPB3復(fù)用的，因此要實(shí)現(xiàn)PWM功能首先要把相應(yīng)的引腳配置成TOUT輸出。
2、再設(shè)置定時器的輸出時鐘頻率，它是以PCLK為基準(zhǔn)，再除以用寄存器TCFG0配置的prescaler參數(shù)，和用寄存器TCFG1配置的divider參數(shù)。
3、然后設(shè)置脈沖的具體寬度，它的基本原理是通過寄存器TCNTBn來對寄存器TCNTn（內(nèi)部寄存器）進(jìn)行配置計(jì)數(shù)，TCNTn是遞減的，如果減到零，則它又會重新裝載TCNTBn里的數(shù)，重新開始計(jì)數(shù)，而寄存器TCMPBn作為比較寄存器與計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)TCNTn等于TCMPBn時，TOUTn輸出的電平會翻轉(zhuǎn)，而當(dāng)TCNTn減為零時，電平會又翻轉(zhuǎn)過來，就這樣周而復(fù)始。因此這一步的關(guān)鍵是設(shè)置寄存器TCNTBn和TCMPBn，前者可以確定一個計(jì)數(shù)周期的時間長度，而后者可以確定方波的占空比。由于s3c2440的定時器具有雙緩存，因此可以在定時器運(yùn)行的狀態(tài)下，改變這兩個寄存器的值，它會在下個周期開始有效。
4、最后就是對PWM的控制，它是通過寄存器TCON來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)不想計(jì)數(shù)了，可以使自動重載無效，這樣在TCNTn減為零后，不會有新的數(shù)加載給它，那么TOUTn輸出會始終保持一個電平（輸出反轉(zhuǎn)位為0時，是高電平輸出；輸出反轉(zhuǎn)位為1時，是低電平輸出），這樣就沒有PWM功能了，因此這一位可以用于停止PWM。
總的來說PWM功能其實(shí)就是對2440定時器的應(yīng)用。
下面我們來分析上次脫機(jī)運(yùn)行PWM測試程序中沒有分析的Buzzer_Freq_Set函數(shù)。函數(shù)如下：
void Buzzer_Freq_Set( U32 freq )
{
rGPBCON &= ~3;
rGPBCON |= 2;
rTCFG0 &= ~0xff;
rTCFG0 |= 15;
rTCFG1 &= ~0xf;
rTCFG1 |= 2;
rTCNTB0 = (PCLK>>7)/freq;
rTCMPB0 = rTCNTB0>>1;
rTCON &= ~0x1f;
rTCON |= 0xb;
rTCON &= ~2;
}
首先rGPBCON &= ~3;其他位不變，只是把最低2位清0。
rGPBCON |= 2;最低2位賦值為10。
這兩句話的作用是讓GPBCON寄存器最低兩位為10，即配置GPB0為復(fù)用功能TOUT0作為PWM輸出。
rTCFG0 &= ~0xff; TCFG0寄存器低8位清0，即使用定時器0。
rTCFG0 |= 15;賦值給TCFG0寄存器低8位，prescaler = 15。
rTCFG1 &= ~0xf; TCFG1只是最低4位清0，使用定時器0。
rTCFG1 |= 2;定時器0二次分頻divider value=8。
rTCNTB0 = (PCLK>>7)/freq;這里是配置計(jì)時器的計(jì)數(shù)緩沖寄存器，讓PCLK/2^7/freq得到完成一個PWM周期需要計(jì)數(shù)值。因?yàn)橥ㄟ^前面的設(shè)置，我們知道定時器的工作頻率=PCLK/(15+1)/8=PCLK/(2^7)，即PCLK>>7，所以定時器工作頻率/PWM freq(PWM周期/定時器計(jì)一次數(shù)的周期)=計(jì)數(shù)值。
rTCMPB0 = rTCNTB0>>1;這里是配置計(jì)時器的比較緩沖寄存器，讓比較值為初始值的一半，即設(shè)定了PWM的占空比為50%。
rTCON &= ~0x1f;和rTCON |= 0xb;這兩句同上，給TCON最低5位賦值，開啟定時器，第一次使用定時器手動更新以便裝入TCNTB0和TCMP0的值，關(guān)閉反相器，自動加載，disable死區(qū)。
rTCON &= ~2;清0手動更新位。
這就完成了PWM的設(shè)置。
當(dāng)我們完成試驗(yàn)退出時用到Buzzer_Stop函數(shù)，我們來看這個函數(shù)：
void Buzzer_Stop( void )
{
rGPBCON &= ~3;
rGPBCON |= 1;
rGPBDAT &= ~1;
}
rGPBCON &= ~3;和rGPBCON |= 1;這兩句上面已經(jīng)分析過，是配置GPBCON的，不同是這次讓GPBCON最低兩位為01，即作為輸出功能，不再作為PWM的TOUT了。
rGPBDAT &= ~1;即GPB0輸出0，蜂鳴器不發(fā)聲。
至此PWM蜂鳴器發(fā)聲實(shí)驗(yàn)就分析完了。后面使用蜂鳴器唱歌等實(shí)驗(yàn)原理相似，只不過調(diào)整聲音頻率和對于聲音頻率的延時時長的控制，后面不做分析了。
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