ARM看门狗AD解析PPT教学课件

1、本章重点: AD 转换器的组成、操作和特殊功能寄存器的含义及设置； 实时时钟的组成、操作和特殊功能寄存器的含义及设置； 看门狗定时器的操作和特殊功能寄存器的含义及设置。第1页/共41页13.1 AD 转换器 1. AD 转换器概述 在S3C44B0X 芯片中有一个10位CMOS的A/D转换器（Analog to Digital Converter，ADC），由8通道模拟信号输入多路开关、自动回零比较器、时钟发生器、10 位逐次逼近寄存器（Successive Approximation Register，SAR）和输出寄存器组成。ADC还提供了软件可选择的节电（休眠）模式。 第2页/共41页

2、主要特点有：分辨率：10 位；微分线性误差：1 LSB；积分线性误差：2 LSB（最大3 LSB）；最大转换速率： 100KSPS；输入电压范围：02.5V；输入带宽：0100Hz，不带采样保持电路；低功耗。第3页/共41页 2. AD转换器组成与操作nAD转换器组成框图 图13.1给出了S3C44B0X的AD转换器组成框图。 注意（图13.1中没有画出）正参考电压REFT和负参考电压REFB由AD转换器内部提供，因此S3C44B0X引脚AREFT和AREFB不连接电源。引脚AREFT、AREFB 和模拟地AVCOM应该分别连接旁路电容，见图13.2。第4页/共41页ADCCONADCPSRA

3、DCDAT图图13.1 A13.1 AD D转换器组成框图转换器组成框图逐次逼近法AD转换器基本组成为：比较器、DA转换器、SAR逻辑。第5页/共41页名称名称描述描述访问访问复位值复位值ADCCONA/D控制寄存器控制寄存器。A/D转换开始前，选择工作模式。转换开始前，选择工作模式。 读写读写0 x20ADCPSRA/D预分频寄存器预分频寄存器。确定预分频值，计算分频因子。确定预分频值，计算分频因子读写读写0 x20ADCDATA/D数据寄存器数据寄存器。存储。存储A/D转换器输出数据值转换器输出数据值读写读写-ADCCONADCPSRADCDAT第6页/共41页位位654:210功能功能F

4、LAGSLEEPINPUT SELECTREAD_STARTENABLE_STARTENABLE_START：允许：允许A/D转换开始转换开始 如果如果READ_START是允许的，这一位的值不使用；是允许的，这一位的值不使用； 0: 无操作； 1: A/D转换开始，之后这一位被自动清除；ADCCON第7页/共41页位位654:210功能功能FLAGSLEEPINPUT SELECTREAD_STARTENABLE_STARTREAD_START：由读开始由读开始A/D转换转换 0: 禁止由读操作开始下一次A/D转换； 1: 允许由读操作开始下一次A/D转换； ADCCON第8页/共41页位位

5、654:210功能功能FLAGSLEEPINPUT SELECTREAD_STARTENABLE_STARTINPUT_SELECT：选择模拟输入通道选择模拟输入通道 000=AIN0; 001=AIN1; 010=AIN2; 011=AIN3; 100=AIN4; 101=AIN5; 110=AIN6; 111=AIN7;ADCCON第9页/共41页位位654:210功能功能FLAGSLEEPINPUT SELECTREAD_STARTENABLE_STARTSLEEP：系统节电系统节电 0: 通常操作； 1: 休眠模式； 初态ADCCON第10页/共41页位位654:210功能功能FLAG

6、SLEEPINPUT SELECTREAD_STARTENABLE_STARTSLEEP：系统节电系统节电 0: 通常操作； 1: 休眠模式； 在这一模式，转换时钟被切离并且转换操作被暂停。 这时AD转换器数据寄存器含有休眠模式以前产生的数据。ADCCON第11页/共41页位位654:210功能功能FLAGSLEEPINPUT SELECTREAD_STARTENABLE_STARTFLAG：A/D转换器状态标记（只读）转换器状态标记（只读） 0: A/D转换正在处理； 1: A/D转换结束； 如果查询这一位，参阅13.1.2ADCCON第12页/共41页位位0:7功能功能PRESCALERP

7、RESCALER：预分频值（预分频值（0255） 分频因子=2（precaler_value+1）；）； ADCPSR当系统时钟频率为66MHz，预分频值为20，全部10位转换时间计算： 66MHz/2*(20+1)/16=98.2KHz=10.2s第13页/共41页位位0:9功能功能A/D转换器输入数据值转换器输入数据值ADCDAT第14页/共41页 ADC编程技术 由于ADC输入引脚没有采样保持电路，因此ADC内部操作引起小电流从AINn引脚流入流出。 ADCPSR值越大，ADC转换的错误会越少。 由于ADC没有内部采样保持电路，输入带宽为0100Hz。 切换ADC通道的建立时间最小为15

8、s。如果ADC通道被改变，必须等待15s，然后开始AD转换。 ADC退出休眠模式（初态处于休眠模式）要等待10ms，使得在第一次AD转换前参考电压能够稳定。 ADC有一个特点，即读数据同时启动下一次转换。这一特点能被用于DMA方式，传送ADC数据到存储器。 如果通过查询方式读ADCDAT寄存器，请参考前述“ADC数据读出问题”。第15页/共41页13.2 实时时钟 1. RTC概述 S3C44B0X芯片内部有一个实时时钟RTC （Real Time Clock）电路模块，当系统电源闭合时，使用系统提供的电源，当系统电源切断时，由后备电池为RTC模块供电。 RTC作为系统时钟使用，也能够执行报警

9、功能、产生节拍时间中断。第16页/共41页 主要特点有：n使用BCD码表示秒、分、时、星期、日、月、年；n有闰年产生器；n报警功能：有报警中断或从节电模式中唤醒功能；n解决了2000年问题；n独立的电源引脚（RTCVDD）；n支持毫秒级节拍时间中断，用于RTOS内核；n秒进位复位功能。第17页/共41页 2. RTC组成与操作 RTC RTC组成框图组成框图第18页/共41页n闰年产生器 闰年产生器基于从BCDDAY、BCDMON、BCDYEAR来的数据，确定每个月的最后一天是28、29、30或31号。 在S3C44B0X的RTC模块中有一个硬件逻辑支持2000年作为闰年。 因此在S3C44B

10、0X中，2位BCD码的00代表2000年，而不是1900年。 第19页/共41页n读写寄存器 RTCCON控制寄存器位0必须被设置成为1，然后才可以写RTC模块中的寄存器。 当秒寄存器BCDSEC为0时，用户程序应该重读一次这些寄存器。 n备用电池n报警功能 在节电模式或通常操作模式，RTC在规定的时间产生一个报警信号，在通常操作模式，激活报警中断ALMINT;在节电模式，像ALMINT一样，可以激活电源管理唤醒信号PMWKUP。第20页/共41页n节拍（tick）时间中断 RTC节拍时间被用作中断请求。TICINT寄存器有一位中断允许位和用作中断的计数值。计数值达到0时，节拍时间中断出现。中

11、断周期计算如下： Period=(n+1)/128 ；以秒；以秒作为单位作为单位 式中：n为节拍时间计数值，范围为1127。n 进位复位功能(round reset function) 进位复位功能由RTC进位复位寄存器RTCRST来实现。产生秒进位的边界（30，40或50秒）可以选择，在进位复位后秒的值被设置为0。 第21页/共41页3. RTC特殊功能寄存器n RTC控制寄存器 RTC控制寄存器RTCCON由4位组成，位0即RTCEN用作控制禁止允许对RTC寄存器的写入，而其他3位CLKSEL、CNTSEL、CLKRST用于测试。RTCCON位位描述描述初态初态CLKRST3RTC时钟计数

12、复位时钟计数复位0=不复位；不复位；1=复位复位0CNTSEL3BCD计数选择计数选择0=合并合并BCD计数；计数；1=保留（保留（Ssparate BCD counters）0CLKSEL3BCD时钟选择时钟选择0=XTAL1/215分频时钟；分频时钟；1=保留（保留（XTAL仅用于测试）仅用于测试）0RECEN3RTC写允许写允许0=禁止；禁止；1=允许存储允许存储A/D转换器输出数据值转换器输出数据值0第22页/共41页nRTC 报警控制和数据寄存器 RTC报警控制和数据寄存器地址及Reset值。位位76543210功能功能保留保留ALMENYEARENMONRENDAYENHOUREN

13、MINENSECENALMEN：报警总允许报警总允许 0=禁止；禁止；1=允许允许YEAREN：年报警允许 0=禁止；1=允许MONREN：月报警允许 0=禁止；1=允许DAYEN：日报警允许 0=禁止；1=允许HOUREN：时报警允许 0=禁止；1=允许MINEN：分报警允许 0=禁止；1=允许SECEN：秒报警允许 0=禁止；1=允许RECALM：RTC报警控制寄存器，初值0 x00第23页/共41页位位76：40：3功能功能保留保留SECDATA高位高位SECDATA低位低位SECDATA高位高位：秒报警秒报警BCD值，值，05SECDATA低位：秒报警BCD值，09ALMSEC：报警秒

14、数据寄存器，初值0 x00位位76：40：3功能功能保留保留MINDATA高位高位MINDATA低位低位MINDATA高位高位：分报警分报警BCD值，值，05MINDATA低位：分报警BCD值，09ALMMIN：报警分数据寄存器，初值0 x00第24页/共41页位位7 ：65：40：3功能功能保留保留HOURDATA高位高位HOURDATA低位低位HOURDATA高位高位：时报警时报警BCD值，值，02HOURDATA低位：时报警BCD值，09ALMHOUR：报警时数据寄存器，初值0 x00位位7 ：65：40：3功能功能保留保留DAYDATA高位高位DAYDATA低位低位DAYDATA高位高

15、位：日报警日报警BCD值，值，03DAYDATA低位：日报警BCD值，09ALMDAY：报警日数据寄存器，初值0 x01第25页/共41页位位7 ：540：3功能功能保留保留MONDATA高位高位MONDATA低位低位MONDATA高位高位：时报警时报警BCD值，值，01MONDATA低位：时报警BCD值，09ALMMON：报警月数据寄存器，初值0 x01位位7 ：0功能功能YEARDATAYEARDATA：年报警年报警BCD值，值，099ALMYEAR：报警年数据寄存器，初值0 x00第26页/共41页nRTC进位复位寄存器 RTC进位复位寄存器地址及各位含义见表13.10。寄存器名称寄存器

16、名称字段字段位位描述描述初态初态RCTRSTSRSTEN 3 秒进位复位允许秒进位复位允许0=禁止；禁止；1=允许允许0SECCR 2： 0 秒进位产生边界秒进位产生边界011=超过超过30秒秒100=超过超过40秒秒101=超过超过50秒秒000第27页/共41页n 节拍时间计数寄存器 节拍时间计数寄存器TICINT地址及各位含义见表13.11。寄存器名称寄存器名称字段字段位位描述描述初态初态TICINTTICK INTENABLE 7节拍时间中断允许节拍时间中断允许0=禁止；禁止；1=允许允许0TICK TIMECOUNT 6： 0 节拍时间计数值节拍时间计数值1127减法计数器；减法计数

17、器；在计数期间用户不能读计数在计数期间用户不能读计数器实时值器实时值0000000第28页/共41页n 秒、分、时、日、星期、月、年数据寄存器 这些寄存器使用BCD值，地址及各位含义见表13.12。寄存器名称寄存器名称字段字段位位描述描述初态初态BCDSEC秒数据寄存器秒数据寄存器保留保留7-SECDATA高位高位6:4秒秒BCD值，值，05-SECDATA低位低位3:0秒秒BCD值，值，09-BCDMIN分数据寄存器分数据寄存器保留保留7-MINDATA高位高位6:4分分BCD值，值，05-MINDATA低位低位3:0分分BCD值，值，09-BCDHOUR时数据寄存器时数据寄存器保留保留7:

18、6-HOURDATA高位高位5:4时时BCD值，值，02-HOURDATA低位低位3:0时时BCD值，值，09-第29页/共41页寄存器名称寄存器名称字段字段位位描述描述初态初态BCDDAY日数据寄存器日数据寄存器保留保留7:6-DAYDATA高位高位5:4日日BCD值，值，05-DAYDATA低位低位3:0日日BCD值，值，09-BCDDATE星期数据寄存器星期数据寄存器保留保留7:3-DATEDATA2:0星期星期BCD值，值，07-BCDMON月数据寄存器月数据寄存器保留保留7:5-MONDATA高位高位4月月BCD值，值，01-MONDATA低位低位3:0月月BCD值，值，09-BCD

19、YEAR年数据寄存器年数据寄存器YEARDATA7:0年年BCD值，值，0099-第30页/共41页13.3 看门狗定时器 1. 概述 在嵌入式应用中，CPU必须可靠工作，即使因为某种原因进入了一个错误状态，系统也应该可以自动恢复。看门狗的用途就是使微控制器在进入错误状态后的一定时间内复位。 其原理是在系统正常工作时，用户程序每隔一段时间执行喂狗动作（一些寄存器的特定操作），如果系统出错，喂狗间隔超过看门狗溢出时间，那么看门狗将会产生复位信号，使微控制器复位。第31页/共41页 S3C44B0X芯片中有一个看门狗定时器（watchdog timer），当ARM7TDMI核中控制器的操作受到像噪

20、音或系统错误的干扰时，它能够重新启动控制器操作。看门狗定时器能够被用作一个通常的16位间隔时间定时器去请求中断服务。看门狗定时器也能够产生一个长度为128个MCLK周期的复位信号。 主要特点有： 作为通常的间隔定时器，产生中断请求； 当定时器计数值达到0（time_out）时，128个MCLK周期 的内部复位信号被激活。第32页/共41页n看门狗定时器源时钟的分频 看门狗定时器用MCLK作为它唯一的源时钟。为了产生相应的看门狗定时器时钟，MCLK先被预分频，之后再次被分频。2. 看门狗定时器操作看门狗定时器功能框图看门狗定时器功能框图第33页/共41页 计算看门狗定时器时钟频率和每个定时时钟周

21、期的时长: t_watchdog = 1/(MCLK/(Prescaler value + 1)/ Division_factor) 式中Prescaler value为预分频值，Division_factor为分频因子。第34页/共41页 3. 看门狗定时器特殊功能寄存器n看门狗定时器控制寄存器 通过配置看门狗定时器控制寄存器WTCON，能够允许禁止看门狗定时器；可以从4个不同的源选择时钟信号；允许禁止中断；允许禁止看门狗定时器输出。如果用户要求把看门狗定时器用作通常的定时器，应该设置允许中断，同时禁止看门狗定时器。具体内容见表13.13。第35页/共41页寄存器名称寄存器名称字段字段位位描述描述初态初态WTCON可读可读/写初值：写初值：0 x8021Prescaler Value预分频值预分频值15:8合法值为合法值为02550 x80保留保留7:6在通常操作时，这两位必须是在通常操作时，这两位必须是000看门狗定时器看门狗定时器允许允许/禁止位禁止位50=禁止看门狗定时器禁止看门狗定时器1=允许看门狗定时器允许看门狗定时器1时钟选择时钟选择4:3这两位确定时钟分频因子这两位确定时钟分频因子0