定时器控制器

17.1 概述

定时器控制器提供了一个简单而灵活的 16 位定时器，由主 50 MHz 系统时钟驱动。它可以向上或向下计数到零，支持单次或自动重载模式，用于测量时间间隔或生成周期性事件。

一个可编程的 16 位时钟分频器可降低基础时钟频率，以适应较慢的组件或所需的时间间隔。定时器可以通过其寄存器进行启动、停止、重置和配置。

与其他控制器一样，DMA 控制器可以映射到设备组中，I/O 端口起始地址为 0xA0，其设备索引为 6。

17.2 操作

定时器通过递增或递减 16 位累加器向零计数，具体取决于配置的方向：

• 当定时器启用时（CTRL 寄存器中设置了 ENABLE 位），累加器在每个由时钟分频器定义的时钟周期内更新一次（见下文）。
• 如果向上计数（CTRL 寄存器中 DIR = 0），累加器每 tick 增加 1，直到回绕并达到零。
• 如果向下计数（CTRL 寄存器中 DIR = 1），累加器每 tick 减少 1，直到达到零。
• 当累加器达到零时：
  • 如果 AUTO_RELOAD 启用，累加器立即重置为重载值并继续计数，从而产生周期性定时器。
  • 如果 AUTO_RELOAD 禁用，定时器通过清除 ENABLE 位停止，相当于执行单次定时器。

您可以随时通过写入 RESET 位来重置定时器，此时重载值会立即加载到累加器中。

读取和写入当前计数值通过 CNT_LO 和 CNT_HI 两个寄存器完成，通过先锁存低字节来提供一致的 16 位快照。

这种灵活的行为使得定时器控制器可用于精确定时、事件生成或周期性中断（通过轮询或后续扩展中断支持）。

⚠️ 所有 16 位值（时钟分频器、重载值和计数器）必须先写入最低有效字节（LSB），再写入最高有效字节（MSB）。这是因为控制器在第一次写入时锁存 LSB，只有在写入 MSB 后才应用完整的 16 位值。

17.3 时钟分频器

定时器控制器由主 50 MHz 系统时钟驱动。然而，许多定时应用需要更慢的时间间隔。为此，一个 16 位时钟分频器降低了有效的定时器 tick 频率。该时钟分频器可通过写入 DIV_LO 和 DIV_HI 寄存器来设置。

分频器作为一个简单的计数器，每 $\text{clk_divider} + 1$ 个系统时钟周期生成一个"tick"。这意味着定时器累加器每间隔以下时间更新一次：

其中：

• $T_{tick}$ 是定时器 tick 周期（秒）
• $\text{clk_divider}$ 是用户编程的 16 位分频器值
• $f_{clk} = 50\text{MHz}$ 是系统时钟频率

例如，如果 clk_divider = 4999，定时器每间隔以下时间更新：

这允许您配置每个定时器 tick 的时间间隔，范围从 20 ns（最快，分频器 = 0）到约 1.31 ms（最大分频器 = 65535）。

17.4 寄存器总览

17.5 寄存器