【原创】在 Kinetis 系列器件上使用 DMA 和GPIO 模拟定时器功能

发表于 2014/12/31 21:45:14 阅读（3073）

arm是一个非常优秀的处理器，而飞思卡尔是一家非常优秀的半导体及解决方案供应商，当二者相结合的时候就迸发出了创新的火花，飞思卡尔kinetis是一些列非常优秀的处理器，本品博文介绍在kinetis 系列处理器上使用DMA和GPIO模拟定时器的功能。

Freescale Kinetis 器件现已包含多个定时器外设。例如，MK 器件包含 3 个 FTM 模块（8ch、2ch、2ch）、1 个 RTC、PIT 通道、CMT 和LPTMR。即便已经具备以上这些丰富的定时器资源，而在实际的应用中还需要更多额外的定时器。

本例需要以下准备工作：

1 TWR-K40X256

2 IAR Embedded Workbench v6.10.1

现在开始：

1 特性介绍

· 时钟

· 时钟可由 1ch PIT、1ch DMA 和 GPIO 引脚生成

· 时钟占空比为 50%。

· 时钟最大频率为 PIT 计数器频率的二分之一。（PIT 最大频率为总线时钟频率）。

· PWM

PWM 可由 1ch PIT、2ch DMA 和 GPIO 引脚生成

· PWM 占空比可在 0%至 100%之间变化。当占空比为 0%时，GPIO 输出为 L；当占空比为 100%时，GPIO输出为 H

2 时钟设置

2.1 初始化

用户需要按照下述步骤初始化各模块：

1. GPIO

· 在引脚控制寄存器(PCR)中打开 PORTx CLOCK，并使能引脚的中断功能。将引脚 Mux 设置使能为 GPIO功能。将中断配置设置为触发上升或下降沿上的 DMA 请求。

· 设置端口数据方向，PDDR 为输出，飞思卡尔惯例1入0出。

2. PIT

· 启动 PIT 时钟。置位 PIT 模块控制寄存器 MDIS 位。MDIS 为禁用模块。用于禁用模块时钟。必须在执行任何其他设置之前使能该位。

· 设置 LDVAL 寄存器初始值。载入该寄存器中的 PIT 计数器值。

3. DMA

· 打开 DMA Mux 时钟。

· 设置 DMAMUX 通道配置寄存器。将 SOURCE 位段配置为要访问的 GPIO 的端口号。

· 按照如下所示设置传输控制描述符：

· saddr：GPIO 输出端口位配置信息存放地址。

· daddr：GPIO 端口值翻转寄存器地址。

· nbyte：4

· tcdAtter：ssize 和 dsize 均为 2

· channelno：0

· 置位 DMA 使能请求寄存器

2.2 启动顺序

启动 PIT 定时器。

PIT 计数器变为 0 时，PIT 触发 DMA。PIT 计数器加载 LDVALn 寄存器。

DMA 翻转 GPIO 输出信号。可通过访问 PTOR 寄存器翻转 GPIO 输出信号。

自动重复步骤 2 和 3。

下表为过程概述。PIT 为已使用的通道 0（ch0），DMA 为已使用的 ch0。PIT chn 将触发 DMA chn。如果 PIT 计数器

值变为 0，则 PIT 将触发 DMA 并加载 LDVAL 的计数器值。DMA 将翻转 GPIO 输出信号。

3 PWM设置

3.1 初始化

用户需要按照下述步骤初始化各模块：

1. GPIO

· 设置引脚控制寄存器（PCR）的引脚复用控制和中断配置。将引脚复用设置为 GPIO 功能。将中断配置设置为任一边沿上的 DMA 请求。

· 设置端口数据方向为输出，PDDR。

2. PIT

· 启动 PIT 时钟

· 置位 PIT 模块控制寄存器 MDIS 位。MDIS 为禁用模块，用于禁用模块时钟。必须在对 PIT 模块执行任何其他设置之前使能该位。

· 设置初始 LDVAL 寄存器值。载入该寄存器中的 PIT 计数器值。

3. DMA

· 启动 DMA 多路复用器时钟。

· 设置 DMA 多路复用器通道配置寄存器。将 SOURCE 位段配置为要访问的 GPIO 的端口号。

· 按照下述步骤设置传输控制描述符：

· tcd0

· saddr：GPIO 输出端口位配置信息存放地址。

· daddr：GPIO 端口值翻转寄存器地址。

· nbyte：4

· tcdAtter：ssize 和 dsize 均为 2

· csr：设置链路通道为 tcd1

· channelno：0~4

· tcd1

· saddr：下一个 PIT 计数器值地址。

· daddr：PIT LDVAL 地址的地址。

· nbyte：4

· tcdAtter：ssize 和 dsize 均为 2

· soff：4

· slast：-8

· loopcount：2

· channelno：5~

· 置位 DMA 使能请求寄存器

3.2 启动过程

1. 启动 PIT 定时器。

2. PIT 计数器变为 0 时，PIT 触发 DMA。PIT 计数器加载 LDVALn 寄存器。

3. DMA 翻转 GPIO 输出信号。可通过访问 PTOR 寄存器翻转 GPIO 输出信号。该 DMA 与其他 DMA 链接在一

起，因此，将会触发下一个 DMA，以载入新的 LDVALn 寄存器值。

4. 下一个 DMA 将新的值存储到 LDVALn 寄存器中。然后，用户将 2 个 32bit 的字依次传递到 PIT 的 LDVAL 寄

存器中作为向下计数的值。在奇数循环中，第一个字存储在 LDVAL 寄存器中，在偶数循环中，第二个字存储

在 LDVAL 寄存器中。

5. 重复步骤 2 至 4。

计数器值与 GPIO 输出信号之间的关系如下图所示。上面的波形表示 PIT 计数过程，下面的波形为 GPIO 的输出波形。当 PIT 计数器值变为 0 时，翻转 GPIO 信号。另外，PIT 将加载 LDVAL 中的新计数器值并启动向下计数。DMA触发下一个 DMA ch5，而 DMA ch5 将更新新的计数器值至 LDVAL。