第4章 基于S3C2410的系统设计1

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1） PWM（脉宽调制）概念
PWM（脉宽调制）：就是只对一方波序列信号的占 空比按照要求进行调制，而不改变方波信号的其它参 数，即不改变幅度和周期，因此脉宽调制信号的产生 和传输，都是数字式的。 用脉宽调制技术可以实现模拟信号：如果调制信 号的频率远远大于信号接受者的分辨率，则接收者获 得的是信号的平均效果，不能感知数字信号的0和1， 其信号大小的平均值与信号的占空比有关，信号的占 空比越大，平均信号越强，其平均值与占空比成正比。 只要带宽足够（频率足够高或周期足够短），任何模 拟信号都可以使用PWM 来实现。 PWM技术的应用：借助于微处理器，使用脉宽调制 方法实现模拟信号是一种非常有效的技术，广泛应用 在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
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五、电源管理
2410的电源管理模块通过软件控制系统时钟 来降低各个模块的电源消耗。这些方案与 PLL,时钟控制逻辑(FCLK,HCLK,PCLK), 以 及唤醒信号相关。 2410有4 种电源模式，各个模式并不能自由 转换，有条件。

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五、电源管理

4 种电源模式
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六、相关寄存器
锁定时间计数寄存器（LOCKTIME） 锁相环控制寄存器(MPLLCON&UPLLCON) 时钟控制寄存器(CLKCON) 时钟减慢控制寄存器(CLKSLOW) 时钟分频控制寄存器(CLKDIVN)
0x0
0x00 0x00 0x0
本表6个寄存器：为报警日期、时间寄存器
Register ALMSEC ALMMIN ALMDAY Address R/W Description 报警秒数寄存器 报警分钟数寄存器 报警小时数寄存器 Reset Value 0x00 0x00 0x00
0x57000054/7 R/W 0x57000058/B R/W

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四、FCLK/HCLK/PCLK

2410 支持FCLK,HCLK,PCLK 分频比的选 择。比例由CLKDIVN 控制寄存器中的 HDIVN,PDIVN位确定。
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四、FCLK/HCLK/PCLK

设置值在1.5HCLK后有效，1 个HCLK 可以 CLKDIVN寄存器的值从默认（1：1 ：1） 到其他分频比（1 ：1：2 ，1：2：2，1 ：2： 4 ）改变有效。
中断
五 选 一 开 关
TOUT
初 值 寄 存 器
观 察 寄 存 器
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（2）工作原理
①定时器工作过程
装入初值、启动计数，计数结束产生中断请求，并且可 以重装初值连续计数。如下图所示。
TCNTBn=3 TCMPn=1 Manual update=1 Auto-reload=1
2）结构与工作原理
（1）定时器结构
时钟控制：系统为 每个定时器设置 有： 预分频器、 分频器。 定时器组成（5部 分）： 减法计数器、 初值寄存器、比 较寄存器、观察 寄存器、控制逻 辑等部分构成。
定时器结构图
比较寄存器
PCLK 预分频器 8位 分频器 1/2 1/4 1/8 1/16 TCLK0/1 计数器 控 制 逻 辑
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四、FCLK/HCLK/PCLK
FCLK用于ARM920T HCLK 用于AHB总线，例如用于ARM920T, 内存控制，中断控制，LCD 控制，DMA以 及USB主模块。 PCLK用于APB 总线，用于外围设备如看门 狗，IIS,I2C,PWM,MMC 接口，ADC， UART,GPIO,RTC 以及SPI。

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4.2.2 实时时钟
大多数嵌入式系统有两种时钟源：实时时钟 （real time clock，RTC）；定时器/计数器。 实时时钟：


一般靠电池供电，即使系统断电，也可以维持日期和 时间。 实时时钟独立于操作系统，所以也被称为硬件时钟， 为整个系统提供一个计时标准。

定时器/计数器：

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一、时钟控制

主时钟源由OM[3:2]控制，可以接外部晶振 (XTIPLL) 或者是外部时钟(EXTCLK)。时钟 生成器包含了一个振荡器（振荡放大器）， 其连接外部晶振，并且还有2 个PLL,可以产 生所需的高频时钟。
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一、时钟控制

时钟源选择与OM[3:2]引脚组合关系
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一、时钟控制
节拍发生器
XTAL1 XTAL2
RTCVDD
时分秒计数器
时 钟 分 频 器 日星期计数器 年月计数器 闰年发生器
时钟发生器
控制逻辑
报警发生器
PMWKUP ALMINT PWDN
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（1）S3C2410 RTC的振荡电路
S3C2410 RTC的只需外接2个20P左右的小电容、 32.768KHz的晶振即可。如下图所示。
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void ChangeMPllValue(int mdiv,int pdiv,int sdiv) { rMPLLCON = (mdiv<<12) | (pdiv<<4) | sdiv; } //MPLLCON寄存器：用于设置FCLK与Fin的倍数 //位[19:12]的值称为MDIV，位[9:4]的值称为PDIV，位 // [1:0] 的值称为SDIV //MPLL(FCLK)=(m*Fin)/(p*2^s) //其中：m=MDIV+8,p=PDIV+2,s=SDIV
5个16位定时器； 2个8位预分频器和2个4位分频器； 可编程PWM输出占空比； 具有初值自动重装连续输出模式和单脉冲 输出模式； 具有死区生成器。在这段时间间隔内，禁 止两个开关同时处于开启状态。

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4.2.3 定时器
S3C2410有5个16位的定时器，定时器0－3具有PWM （脉宽调制）功能。定时器4是一个内部定时器， 没有输出引脚，供内部使用。定时器0有死区产 生器，通常用于大电流设备控制。 有2个8位预分频器和2个4位分频器。定时器0 和定 时器1 分享同一个8 位的预分频器和分频器，定 时器2、3、4 分享另一个预分频器和分频器，分 频器有1/2、1/4、1/8、1/16这4种分频值。定时 器从分频器接收自己的时钟信号，时钟分频器从 相应的预分频器接收时钟信号。


实时内核需要一个定时器作为系统时钟（或称OS时 钟），并由实时内核控制系统时钟工作。 一般情况下，系统时钟的最小粒度是由应用和操作系 统的特点决定的。
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S3C2410的RTC结构
S3C2410的RTC，主要有5部分构成：时钟发生器、 节拍发生器、时间与日期计数器（时分秒年月日星 期）、报警发生器、控制逻辑等部分。如下图所示。
ALMHOUR 0x5700005C/F R/W
0x57000060/3 R/W 报警天(日)数寄存器 0x01 报警月数寄存器 ALMMON 0x57000064/7 R/W 0x01 报警年数寄存器 ALMYEAR 0x57000068/B R/W 0x00
后7个寄存器： 为日期、时间寄存器。
Register BCDSEC BCDMIN BCDHOUR Address R/W Description 秒当前值寄存器 分钟当前值寄存器 小时当前值寄存器
Reset Value
0xXX 0xXX 0xXX
0x57000070/3 R/W 0x57000074/7 R/W 0x57000078/B R/W
（2）RTC专用寄存器
S3C2410的RTC有17个专用寄存器，均需用字节读写。下 表为前10个，有4个为控制寄存器，6个为报警寄存器。
Register RTCCON TICNT RTCALM RTCRST ALMSEC ALMMIN Address R/W Description RTC控制寄存器 RTC节拍计数器 RTC报警控制寄存器 RTC循环复位寄存器 报警秒数寄存器 报警分钟数寄存器 报警小时数寄存器 Reset Value 0x0 0x00 0x00 0x0 0x00 0x00 0x00 0x57000040/3 R/W 0x57000044/7 R/W 0x57000050/3 R/W 0x5700006C/F R/W 0x57000054/7 R/W 0x57000058/B R/W
BCDDAY
BCDDATE BCDMON BCDYEAR
0x5700007C/F R/W
0x57000080/3 R/W 0x57000084/7 R/W 0x57000088/B R/W
日当前值寄存器
星期当前值寄存器 月当前值寄存器 年当前值寄存器
0xXX
0xXX 0xXX 0xXX
4.2.3 定时器
第4章 嵌入式系统设计
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4.1 概述 4.2 嵌入式系统的硬件设计 4.2.1 时钟与电源管理 4.2.2 实时时钟 4.2.3 定时器 4.3 嵌入式系统接口设计 4.3.1 中断控制器 4.3.2 I/O端口 4.3.3 UART接口
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4.2.1 时钟和电源管理
时钟电源管理主要包括：Clock控制、 POWER控制. 时钟控制逻辑单元产生所需要的时钟信号， 包括CPU使用的主频FCLK（系统时钟）， AHB总线设备使用的HCLK,以及APB总线设 备使用的PCLK. 电源控制逻辑单元，通过控制时钟信号提供 不同的电源管理方案，以优化电源消耗。
Register Address R/W Description Reset Value
RTCCON 0x57000040/3 R/W
TICNT RTCALM RTCRST 0x57000044/7 R/W 0x57000050 /3 0x5700006C /F R/W R/W
RTC控制寄存器
RTC节拍计数器 RTC报警 控制寄存器 RTC秒循环 复位寄存器
注意：虽然MPLL 在reset 以后就开始工作， 但是MPLL 输出（Mpll ）没有作为系统时钟 来使用，直到软件对MPLLCON 寄存器写入 有效设置。有效设置前，来自外部晶振或外 部时钟源的时钟将直接被当作系统时钟来使 用。就算是用户不想改变 MPLLCON 寄存器 的默认值，用户应该再重新写入MPLLCON 寄存器一次相同的值。