ARM第13章看门狗AD解析.ppt

1、第13章 ADC、RTC和看门狗定时器,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。,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

2、）模式。,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。,2. AD转换器组成与操作 AD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。,图13.1 AD转换器组成框图,

3、逐次逼近法AD转换器基本组成为： 比较器、DA转换器、SAR逻辑。,ENABLE_START：允许A/D转换开始 如果READ_START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,READ_START：由读开始A/D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,INPUT_SELECT：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

4、,SLEEP：系统节电 0: 通常操作； 1: 休眠模式； 初态,ADCCON,SLEEP：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,FLAG：A/D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13.1.2,ADCCON,PRESCALER：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)

5、/16=98.2KHz=10.2s,ADCDAT,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15s。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

6、“ADC数据读出问题”。,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，也能够执行报警功能、产生节拍时间中断。,主要特点有： 使用BCD码表示秒、分、时、星期、日、月、年； 有闰年产生器； 报警功能：有报警中断或从节电模式中唤醒功能； 解决了2000年问题； 独立的电源引脚（RTCVDD）； 支持毫秒级节拍时间中断，用于RTOS内核； 秒进位复位功能。,2. RTC组成与操作,RTC组成框图,闰年产生器

7、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S3C44B0X中，2位BCD码的00代表2000年，而不是1900年。,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。 备用电池 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

8、醒信号PMWKUP。,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。中断周期计算如下： Period=(n+1)/128 ；以秒作为单位 式中：n为节拍时间计数值，范围为1127。,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。,3. RTC特殊功能寄存器 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

9、存器的写入，而其他3位CLKSEL、CNTSEL、CLKRST用于测试。,RTC 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。,ALMEN：报警总允许 0=禁止；1=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,SECDATA高位：秒报警BCD值，05 SECDATA低位：秒报警BCD值，09

10、,ALMSEC：报警秒数据寄存器，初值0 x00,MINDATA高位：分报警BCD值，05 MINDATA低位：分报警BCD值，09,ALMMIN：报警分数据寄存器，初值0 x00,HOURDATA高位：时报警BCD值，02 HOURDATA低位：时报警BCD值，09,ALMHOUR：报警时数据寄存器，初值0 x00,DAYDATA高位：日报警BCD值，03 DAYDATA低位：日报警BCD值，09,ALMDAY：报警日数据寄存器，初值0 x01,MONDATA高位：时报警BCD值，01 MONDATA低位：时报警BCD值，09,ALMMON：报警月数据寄存器，初值0 x01,YEARDATA

11、：年报警BCD值，099,ALMYEAR：报警年数据寄存器，初值0 x00,RTC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。,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。,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。,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

12、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。,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。,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,计算看门狗定时器时钟频率

13、和每个定时时钟周期的时长: 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。,3. 看门狗定时器特殊功能寄存器 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。,看门狗定时器数据寄存器 看门狗定时器数据寄存器WTDAT用作指定定时输出时长区间。在初次看门狗定时器操作时，WTDAT的内容不能被自动重装到定时器计数寄存器。当第一次定时输出发生以后，WTDAT的值将被自动重装到定时器计数寄存器WTCNT中。由于这个原因，初值