ARM嵌入式学习--第七天（GPT）

GPT定时器原理及高精度延时实现

最新推荐文章于 2025-08-14 09:17:45 发布

原创最新推荐文章于 2025-08-14 09:17:45 发布 · 1k 阅读

9 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#arm #学习

GPT

-介绍

GPT有一个32位向上计数器，定时计数器值可以使用外部引脚上的事件捕获到寄存器中，捕获触发器可以被编程为上升沿和下降沿。GPT还可以在输出比较引脚上生成事件，并在定时器达到编程值时产生中断。GPT有一个12位预分频器，它提供从多个时钟源获得的可编程时钟频率

-特征

1.一个带时钟源选择的32位向上计数器，包括外部时钟

2.俩个具有可编程触发边缘的输入捕获通道

3.三个具有可编程输出模式的输出比较通道（还提供强制比较功能）

4.可编程为在低功耗和调试模式下处于活动状态

5.在捕获、比较和翻转事件时中断生成

6.为计数器操作重新启动或自由运行模式

-GPT的工作原理

选择时钟信号

IMX6ULL有4个时钟源可供GPT选择输入到预分频器，分别为：

1.高频参考时钟（ipg_clk_highfreq）

2.低频参考时钟（ipg_clk_32k）

3.外围时钟（ipg_clk）

4.外部时钟(GPT_CLK)或者晶体振荡器时钟（ipg_clk_24M）

(外部时钟或晶体振荡器只能选择一个)

这里选择ipg_clk=66MHZ作为GPT定时器的输入时钟源，芯片在启动的时候，芯片内部的程序已经做了系统时钟的初始化

预分频设置寄存器（GPT_PR）

时钟频率与预分频数的关系：最终输入频率=时钟频率/（预分频数＋1）

GPT计数器工作模式

GPT计数器可以编程为以俩种模式之一工作：重新启动模式或自由运行模式

在重新启动模式下（可通过GPT控制寄存器GPT_CR选择），当计数器达到比较值时，计数器复位并从0x000000000再次启动（重新启动功能仅与比较通道1相关联）

在自由运行模式下，当所有3个通道发生比较事件时，计数器不会重置；相反，计数器会继续计数，直到0xffffffffff，然后归零

GPT操作

通用计时器（GPT）有一个计数器（GPT_CNT）,它是一个32位自由运行的向上计数器，它在软件启用后开始计数（EN=1）

tips：

1.如果禁用GPT计时器（EN=0），则主计数器和预分频计数器将冻结其当前计数值。ENMOD位确定设置EN位并再次启用计数器时GPT计数器的值

2.如果设置了ENMOD位（=1），则启用GPT时，主计数器和预分频器计数器值将重置为0（EN=1）

3.如果ENMOD位被编程为0，则当GPT再次启用时（EN=1），主计数器和预分频器计数器从其冻结值重新开始计数

软件复位（GPT_CR控制寄存器中的SWR位）复位除EN,ENMOD,STOPEN,WAITEN和DBGEN位之外的所有寄存器位。这些位的状态不受软件复位的影响（禁用GPT时，可以进行软件复位）

-GPT的输入捕获

使用场景

在嵌入式开发中，经常需要捕获传感器的高电平（或低电平）信号的持续时间，如红外解码信号，编码器输入信号等

直观的理解，就是要不断的检测这个信号，当信号从0变成1时，记录一个时间time1，再从1变成0时，记录另一个时间time2，俩个时间差就是高电平的持续时间（time2-time1）

工作原理

1.启动定时器，让CNT计数器在不停的计数

2.首先配置定时器的输入通道为上升沿捕获，这样当检测到从0到1的跳变时，ICR（捕获寄存器）就会先保存当前的CNT值

3.然后将定时器的输入通道为下降沿捕获，当检测到从1到0的跳变时，ICR就会保存当前的CNT值

4.最终根据俩次捕获的值，就可以计算出高电平持续时间

tips：

IMX6ull芯片有俩个GPT定时器

-GPT的输出比较

工作原理

有三个输出比较通道，它们使用相同的计数器（GPT_CNT）作为输入捕获通道。当输出比较寄存器的编程内容与GPT_CNT中的值匹配时，设置输出比较状态标志并生成中断

(还有一个“强制比较”（forced-compare）功能，一但设置，就会马上产生比较事件，不管当前计数器的值是否等于比较值，强制比较的产生的事件，跟正常的输出事件相同，只是它不会设置状态标记位并且不会产生中断，一旦设置force-compare位，该事件就会即刻产生，这个位是自动清除的)

-高精度延时实现

实现思路

1.软件复位GPT定时器

2.确定GPT定时器的时钟源

3.预分频器的设置

4.确定比较寄存器的值（根据延时时间来确定）

5.开启GPT定时器

6.等待输出比较事件的产生

7.关闭GPT定时器

代码实现

gpt.c

#include "gpt.h"

//初始化
void gpt_int(){
//停止gpt
    GPT1->CR &= ~(0x1<<0);
//软件复位gpt
    GPT1->CR |= (0x1<<15);
//等待复位状态
    while(GPT1->CR & (0x1<<15));
//时钟源选择
    GPT1->CR &= ~(0x7<<6);
    GPT1->CR |=(0X1<<6);
}

//预分频器设置
void gpt_divide(){
    GPT1->PR &= ~(0xfff<<0);
    GPT1->PR |= (0x41<<0);
}


//开始GPT
void gpt_start(){
//设置ENMOD
    GPT1->CR |= (0x1<<1);
//设置工作模式FRR
    GPT1->CR |=(0x1<<9);
//使能gpt
    GPT1->CR |= (0x1<<0);
}

//关闭GPT
void gpt_stop(){
    GPT1->CR &= ~(0x1<<0);
}


//设置比较寄存器的值
void gpt_compare(int value){
    GPT1->OCR3 = value;
}

//等待比较事件的发生
void gpt_wait_compare(){
    while(!(GPT1->SR & (0x1<<2)));
}

void gpt_delay_useconds(int value){
    gpt_int();
    gpt_divide();
    gpt_compare(value);
    gpt_start();
    gpt_wait_compare();
    gpt_stop();
}

void gpt_delay_mseconds(int value){
    gpt_int();
    gpt_divide();
    gpt_compare(value*1000);
    gpt_start();
    gpt_wait_compare();
    gpt_stop();
}

void gpt_delay_seconds(int value){
    gpt_int();
    gpt_divide();
    gpt_compare(value*1000*1000);
    gpt_start();
    gpt_wait_compare();
    gpt_stop();
}

gpt.h

#ifndef __GPT_HEAD__
#define __GPT_HEAD__


#include "../../include/imx6ull.h"
#include <stdio.h>


extern void gpt_delay_seconds(int value);
extern void gpt_delay_mseconds(int value);
extern void gpt_delay_useconds(int value);
#endif