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ZYNQ AXI_Timer 中断

news 2026/1/31 21:02:35

REVIEW

关于ZYNQ中断：

ZYNQ PS_GPIO中断-CSDN博客

ZYNQ AXI_GPIO_INT-CSDN博客

ZYNQ 定时器中断-CSDN博客

在一些应用场景中，可能需要使用到多个定时器，除了选择使用 PS 侧其他定时器外，也可以使用 PL 侧逻辑定时器。

1. 今日摸鱼任务

创建并使用AXI_TIMER，

定时器1：1s MIO7(PS_LED)闪烁

定时器2：0.5s EMIO54(PL_LED)闪烁

小梅哥教材：

03_【裸机教程】基于C编程的Zynq裸机程序设计与应用教程v2.4.5.pdf

第七章 基于AXI Timer的定时器中断实验（没用串口）

2. AXI_Timer 核

        AXI Timer IP 核，全称为 AXI Timer/Counter ，是一个 32/64 位定时器模块，可连接到 AXI4-Lite 接口。通过计数值以及接入 axi_timer 的计数时钟周期，可以在 PS 内取得比较精确的计时。
（单个32位，级联64位）
结构框图如下图：

AXI4-Lite Interface ： AXI4 Lite 接口模块实现 AXI4 Lite 从接口，用于访问内存映射定时器寄存器。
Timer Register ：为每个定时器 / 计数器实现一组 32 位寄存器。
                           这组寄存器包含加载寄存器、定时器/计数器寄存器和控制/状态寄存器。
32-bit Counter ：定时器 / 计数器模块有两个 32 位计数器。
                          每个计数器可配置为递增/递减计数，并可使用加载寄存器中的值加载。
Interrupt Counter ：中断控制模块，根据工作模式生成单个中断。
Pulse Width Modulation (PWM)： PWM 模块生成具有指定频率和占空比的脉冲信号 PWM0 。
                                                      使用定时器 0 用于 PWM0 周期，定时器 1 用于PWM0 输出宽度。

3. AXI_Timer 寄存器

3.1 寄存器一览

3.2 控制/状态寄存器 0 (TCSR0)

31-12             保留

11 CASC       使能定时器的级联模式 1启用级联模式，做低32位。

10 ENALL     使能所有定时器 

                                1 写入该位将设置 ENALL、ENT0(TCSR0)和 ENT1(TCSR1)。

                                0 写入此寄存器将清除 ENALL，但对 ENT0 和 ENT1 没有影响。

9 PWMA0      使能定时器 0 的脉宽调制  

                                PWM 模式，MDT0(TCSR0)和 MDT1(TCSR1)必须为 0。

8 T0INT         定时器 0 中断

                                捕获模式且定时器已使能，则此位表示已发生捕获。

                                生成模式，则该位表示计数器已翻转。必须通过写入1来清除。

7 ENT0          使能定时器 0 

                                0禁用定时器（计数器停止）

                                1使能定时器（计数器运行）

6 ENIT0         使能定时器 0 的中断

                                使能此定时器中断信号的断言。对 TCSR0 中的中断标志 （T0INT）没有影响。

                                0禁用中断信号

                                1使能中断信号

5 LOAD0       加载定时器 0

                                 1使用 TLR0 中的值加载计时器

                                 与 ENT0 位一起清除

4 ARHT0      自动重新加载/保持定时器 0

                                 生成模式时，该位确定计数器是重新加载生成值并继续运行还是保持在终止值。

                                 在捕获模式下，该位确定新的捕获触发器覆盖或保留先前捕获的值。

                                 0保持计数器或捕获值。在提供外部捕获之前，必须读取TLR0。

                                 1重新加载生成值或覆盖捕获值。

3 CAPT0      使能外部捕获触发器定时器 

2 GENT0      使能外部生成信号定时器 0  

1 UDT0         递增/递减计数定时器

                                  0递增

                                  1递减

0 MDT0         定时器 0 模式

                                  0生成模式

                                  1捕获模式

3.3 加载寄存器（TLR0 和 TLR1） 32b

Timer/Counter Load Register
计数器宽度配置为小于 32 位时，加载寄存器值在 TLR0 和 TLR1 中右对齐。
最低有效计数器位始终映射到加载寄存器的 bit0 。
级联模式下， TLR0 具有生成值的最低有效 32 位，而 TLR1 在生成模式下应具有生成值的最高有效位。

3.4 定时器/计数器寄存器（TCR0 和 TCR1）32b

Timer/Counter Register
计数器宽度配置为小于 32 位时，计数值在 TCR0 和 TCR1 中右对齐。
在级联模式下， TCR0 具有 64 位计数器中最低有效位的 32 位， TCR1 具有最高有效位。

3.5 控制/状态寄存器 1（TCSR1）

与TCSR0相比，减少了第11位

其他功能与其对应

4. 工作模式

3.1 生成模式

        在生成模式下，会将加载寄存器(Load Register)中的值加载到计数器中。当计数器使能时，根据定时器控制状态寄存器（TCSR ）中向上 / 向下（UDT）位，递增/减计数。在计数器进位转换时，计数器停止或重新加载生成值，并在达到超时值后，按照 TCSR 中自动重新加载 /保持（ ARHT）位的选择继续计数。定时器中断状态（TINT ） 如果使能，则 GenerateOut 信号在一个时钟周期内被驱动为 1 。
        如果使能，当达到超时值时，定时器的中断信号被驱动为1。通过向定时器中断寄存器写入 1 来清除中断。使用此模式生成具有指定间隔的重复中断或外部信号。

3.2 捕获模式

        在捕获模式下，当外部捕获信号时，计数器的值存储在加载寄存器中。检测到捕获事件时，也会在 TCSR 中设置 TINT 位。根据 TCSR 中 UDT 位的选 择，计数器可配置为该模式的递增或递减计数器。自动重新加载 / 保持（ARHT）位控制在清除前一个 TINT标志之前，是否用新的捕捉值覆盖捕捉值。使用此模 式对外部事件进行时间标记，同时生成中断。

3.3 脉宽调制模式

        在脉宽调制（PWM ）模式下，两个定时器 /计数器成对使用，以产生具有指定频率和占空因数的输出信号（ PWM0 ）。定时器 0 设置周期，定时器 1 设置PWM0 输出的高电平时间。

3.4 级联模式

        在级联模式下，两个定时器/ 计数器级联为单个 64 定时器 /计数器。级联计数器可以在生成和捕获模式下工作。 TCSR0 用作级联计数器的控制和状态寄存器。在此模式下， TCSR1 被忽略。
        当需超过 32 位宽的定时器 /计数器时，使用此模式。级联操作需要将定时器 0 和定时器 1 成对使用。定时器 1 的计数事件是定时器 0 从全 1 翻转到全 0，反之亦然。

5. Block Design

AXI_TIMER保持默认设置

6. SDK

PS_GPIO、 SCU_GIC
ZYNQ PS_GPIO中断-CSDN博客
AXI_TIMER.h

#ifndef AXI_Timer_AXI_Timer_H_
#define AXI_Timer_AXI_Timer_H_

#include "xscutimer.h"
#include "xtmrctr.h"


#define TMRCTR_DEVICE_ID    XPAR_TMRCTR_0_DEVICE_ID
#define TMRCTR_INTERRUPT_ID    XPAR_FABRIC_TMRCTR_0_VEC_ID
#define INTC_DEVICE_ID        XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID
#define TIMER_CNTR_0         0
#define TIMER_CNTR_1         1
#define TIMER0_FREQ            XPAR_AXI_TIMER_0_CLOCK_FREQ_HZ    //(50000000U)
#define RELOAD_VAL_US(n)    ((TIMER0_FREQ/1000000)*n-1)        //计算n(us)的装载值
#define RELOAD_VAL_MS(n)    ((TIMER0_FREQ/1000)*n-1)        //计算n(ms)的装载值
#define RELOAD_VAL_S(n)        ((TIMER0_FREQ)*n-1)                //计算n(s)的装载值

//这里计算值，需选择  XTC_DOWN_COUNT_OPTION        配置为向下计数（默认为向上计数）

extern XTmrCtr AXI_Timer0;        //定时器实例
extern volatile uint16_t Cnt0;
extern volatile uint16_t Cnt1;
extern volatile uint16_t Cnt0_Flag;
extern volatile uint16_t Cnt1_Flag;

void AXI_Timer_Init(XTmrCtr *TmrCtrInstPtr,uint16_t DevId);
void AXI_Timer_Int_Init(XTmrCtr *TmrCtrInstPtr,uint16_t IntrId,XTmrCtr_Handler Timer_Handler);
void AXI_Timer_SetOption(XTmrCtr *TmrCtrInstPtr,uint8_t TmrCtrNum,uint32_t Mode, uint32_t Reload_Val);
void AXI_Timer0_IRQ_Handler(void *CallBackRef, u8 TmrCtrNum);

#endif /* AXI_Timer_AXI_Timer_H_ */
 

AXI_TIMER.c

/**
  *****************************************************************************
  *                     AXI TIMER IP核的定时器中断相关应用库
  *****************************************************************************
  *
  * @File   : AXI_Timer.c
  * @By     : Sun
  * @Version: V1.0
  * @Date   : 2022 / 05 / 19
  * @Shop    : https://xiaomeige.taobao.com/
  *
  *****************************************************************************
**/

#include "AXI_TIMER.h"
#include"SCU_GIC.h"
XTmrCtr AXI_Timer0;        //定时器实例


/**
  *****************************************************
  * @brief    初始化AXI_Timer设备
  * @param    TmrCtrInstPtr    Timer对象指针
  * @param    DevId            Timer设备ID
  * @usage    //定时器初始化
  *         AXI_Timer_Init(&Timer0,TMRCTR_DEVICE_ID);
  *****************************************************
**/
void AXI_Timer_Init(XTmrCtr *TmrCtrInstPtr,uint16_t DevId)
{
    XTmrCtr_Initialize(TmrCtrInstPtr, DevId);
}


/**
  *****************************************************
  * @brief    初始化AXI_Timer中断
  * @param    TmrCtrInstPtr    Timer对象指针
  * @param    IntrId            中断ID
  * @param    Timer_Handler    Timer的中断服务函数
  * @usage    //定时器中断初始化,中断服务函数为AXI_Timer0_Handler
  *         AXI_Timer_Int_Init(&Timer0,TMRCTR_INTERRUPT_ID,AXI_Timer0_Handler);
  *****************************************************
**/
void AXI_Timer_Int_Init(XTmrCtr *TmrCtrInstPtr,uint16_t IntrId,XTmrCtr_Handler Timer_Handler)
{
    Set_ScuGic_Link(IntrId, 0xA8, HIGH_Level_Sensitive, XTmrCtr_InterruptHandler, TmrCtrInstPtr);
    XTmrCtr_SetHandler(TmrCtrInstPtr, Timer_Handler,TmrCtrInstPtr);
}

/**
  *****************************************************
  * @brief    设置AXI_Timer配置
  * @param    TmrCtrInstPtr    Timer对象指针
  * @param    TmrCtrNum        AXI_Timer计数器：0为计数器0，1为计数器1
  * @param    Mode            Timer模式配置
  * 模式有以下几种：    XTC_CASCADE_MODE_OPTION        启用级联模式，仅适用于TCSRO
  *                    XTC_ENABLE_ALL_OPTION        一次性启用所有定时计数器
  *                 XTC_DOWN_COUNT_OPTION        配置为向下计数（默认为向上计数）
  *                 XTC_CAPTURE_MODE_OPTION        配置为输入捕获模式（默认为比较模式）
  *                 XTC_INT_MODE_OPTION            开定时器中断，向下计数到0或向上计数溢出时触发
  *                 XTC_AUTO_RELOAD_OPTION        开启自动重装载
  *                 XTC_EXT_COMPARE_OPTION        启用外部比较输出信号
  * @param    Reload_Val        装载值，每个CLK它会向上或下计数1，这里的CLK由AXI_TIMER IP核外部供给
  * @usage    //定时器计数器0配置为中断模式，自动重装载且向下计数
  *         AXI_Timer_SetOption(&Timer0,TIMER_CNTR_0, XTC_INT_MODE_OPTION | XTC_AUTO_RELOAD_OPTION | XTC_DOWN_COUNT_OPTION,RELOAD_VALUE);
  *****************************************************
**/
void AXI_Timer_SetOption(XTmrCtr *TmrCtrInstPtr,uint8_t TmrCtrNum,uint32_t Mode,uint32_t Reload_Val)
{
    XTmrCtr_SetOptions(TmrCtrInstPtr, TmrCtrNum, Mode);

    //设置重装载值，这个值在计数器启动时被载入
    XTmrCtr_SetResetValue(TmrCtrInstPtr, TmrCtrNum, Reload_Val);

    //启动计数器
    XTmrCtr_Start(TmrCtrInstPtr, TmrCtrNum);
}

void AXI_Timer0_IRQ_Handler(void *CallBackRef, u8 TmrCtrNum)
{
        //Timer0 的计数器 0 中断
        if (TmrCtrNum == TIMER_CNTR_0)
        {
            /* ↓↓↓用户处理↓↓↓ */
            Cnt0_Flag = 1;
            Cnt0++;
            /* ↑↑↑结束处理↑↑↑ */
        }
        //Timer0 的计数器 1 中断
        if(TmrCtrNum == TIMER_CNTR_1)
        {
            /* ↓↓↓用户处理↓↓↓ */
            Cnt1_Flag = 1;
            Cnt1++;
            /* ↑↑↑结束处理↑↑↑ */
        }
}
 

main.c

//系统头文件
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

//Xilinx头文件
#include "xgpiops.h"
#include "xparameters.h"

#include "AXI_TIMER.h"
#include "PS_GPIO.h"
#include "SCU_GIC.h"


volatile uint16_t Cnt0 = 0;
volatile uint16_t Cnt1 = 0;
volatile uint16_t Cnt0_Flag = 0;
volatile uint16_t Cnt1_Flag = 0;
#define INPUT  1
#define OUTPUT 0

#define PL_LED (54+0)
#define PS_LED 7

int main(void)
{
    //初始化通用中断控制器
        ScuGic_Init();
    //定时器初始化
        AXI_Timer_Init(&AXI_Timer0,XPAR_TMRCTR_0_DEVICE_ID);
    //定时器中断初始化
        AXI_Timer_Int_Init(&AXI_Timer0,TMRCTR_INTERRUPT_ID,AXI_Timer0_IRQ_Handler);
    //定时器计数器 0 配置为中断模式，自动重装载且向下计数，定时 1s
        AXI_Timer_SetOption(&AXI_Timer0,TIMER_CNTR_0, XTC_INT_MODE_OPTION | XTC_AUTO_RELOAD_OPTION | XTC_DOWN_COUNT_OPTION,RELOAD_VAL_S(1));
    //定时器计数器 1 配置为中断模式，自动重装载且向下计数，定时 0.5s
        AXI_Timer_SetOption(&AXI_Timer0,TIMER_CNTR_1, XTC_INT_MODE_OPTION | XTC_AUTO_RELOAD_OPTION | XTC_DOWN_COUNT_OPTION,RELOAD_VAL_MS(500));

    //初始化 PS 端 GPIO
        PS_GPIO_Init();
    //设置 PS_LED(MIO7)方向为输出
        PS_GPIO_SetMode(PS_LED, OUTPUT, 0);
    //设置 PL_LED(T14)方向为输出
        PS_GPIO_SetMode(PL_LED, OUTPUT, 0);
    while(1)
    {
        //判断计数器 0 的计数标志
        if(Cnt0_Flag)
        {
            PS_GPIO_SetPort(PS_LED, (Cnt0%2==0)?1:0);
            Cnt0_Flag = 0; //清除标志

        }
        //判断计数器 1 的计数标志
        if(Cnt1_Flag)
        {
            PS_GPIO_SetPort(PL_LED, (Cnt1%2==0)?1:0);
            Cnt1_Flag = 0; //清除标志
        }

    }
    return 0;
}

每次检测到定时标志，LED翻转

摸鱼结束~

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编程新知 2026/1/28 15:17:32

Linux相关概念和易错知识点（42）（TCP的连接管理、可靠性、面临复杂网络的处理）

目录 1.TCP的连接管理机制&#xff08;1&#xff09;三次握手①握手过程②对握手过程的理解 &#xff08;2&#xff09;四次挥手&#xff08;3&#xff09;握手和挥手的触发&#xff08;4&#xff09;状态切换①挥手过程中状态的切换②握手过程中状态的切换 2.TCP的可靠性&…...

编程新知 2026/1/30 0:09:51

UDP(Echoserver)

网络命令 Ping 命令 检测网络是否连通 使用方法: ping -c 次数 网址ping -c 3 www.baidu.comnetstat 命令 netstat 是一个用来查看网络状态的重要工具. 语法&#xff1a;netstat [选项] 功能&#xff1a;查看网络状态 常用选项&#xff1a; n 拒绝显示别名&#…...

编程新知 2026/1/24 7:56:15

CentOS下的分布式内存计算Spark环境部署

一、Spark 核心架构与应用场景 1.1 分布式计算引擎的核心优势 Spark 是基于内存的分布式计算框架&#xff0c;相比 MapReduce 具有以下核心优势&#xff1a; 内存计算&#xff1a;数据可常驻内存&#xff0c;迭代计算性能提升 10-100 倍&#xff08;文档段落&#xff1a;3-79…...

编程新知 2026/1/25 13:27:13

AI编程--插件对比分析：CodeRider、GitHub Copilot及其他

AI编程插件对比分析&#xff1a;CodeRider、GitHub Copilot及其他 随着人工智能技术的快速发展&#xff0c;AI编程插件已成为提升开发者生产力的重要工具。CodeRider和GitHub Copilot作为市场上的领先者&#xff0c;分别以其独特的特性和生态系统吸引了大量开发者。本文将从功…...

编程新知 2026/1/25 16:39:17

JDK 17 新特性

#JDK 17 新特性 /**************** 文本块 *****************/ python/scala中早就支持&#xff0c;不稀奇 String json “”" { “name”: “Java”, “version”: 17 } “”"; /**************** Switch 语句 -> 表达式 *****************/ 挺好的&#xff…...

编程新知 2026/1/29 5:34:29

AI，如何重构理解、匹配与决策？

AI 时代&#xff0c;我们如何理解消费&#xff1f; 作者&#xff5c;王彬 封面&#xff5c;Unplash 人们通过信息理解世界。 曾几何时&#xff0c;PC 与移动互联网重塑了人们的购物路径&#xff1a;信息变得唾手可得&#xff0c;商品决策变得高度依赖内容。 但 AI 时代的来…...

编程新知 2026/1/30 2:33:11

使用Matplotlib创建炫酷的3D散点图：数据可视化的新维度

文章目录 基础实现代码代码解析进阶技巧1. 自定义点的大小和颜色2. 添加图例和样式美化3. 真实数据应用示例实用技巧与注意事项完整示例（带样式）应用场景在数据科学和可视化领域，三维图形能为我们提供更丰富的数据洞察。本文将手把手教你如何使用Python的Matplotlib库创建引…...

编程新知 2026/1/28 8:25:28

R语言速释制剂QBD解决方案之三

本文是《Quality by Design for ANDAs: An Example for Immediate-Release Dosage Forms》第一个处方的R语言解决方案。 第一个处方研究评估原料药粒径分布、MCC/Lactose比例、崩解剂用量对制剂CQAs的影响。 第二处方研究用于理解颗粒外加硬脂酸镁和滑石粉对片剂质量和可生产…...

编程新知 2026/1/24 14:16:56