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Air105 的 Timer
定时器
- 1 个 Timer 单元，包含 8 个独立定时器: Timer0 – Time7
- 8 个定时器中断源独立，每个定时器单独占 1 个中断源
- 使用 PCLK 时钟频率作为定时器计时钟源
- 定时器采用向下计数方式
定时器的两种运行模式
- user-defined: 定时器计数值载入TimerNLoadCount寄存器设定值, 使用用户模式可以产生固定时间的定时器中断
- free-runing: 定时器计数值会载入其允许的最大值, 即0xFFFFFFFF. 在定时器产生中断(计数到0)前, 用户可以再编程或禁止定时器中断. 使用这个模式, 定时器只产生1次中断, 中断产生后计数重置为 0xFFFFFFFF 并向下计数, 但不会再产生中断.
PWM
- 每个 Timer 单元定时器都支持 PWM 模式
- PWM 模式最高频率 PCLK/2
- PWM 单次触发（one shot）功能
定时器相关代码
以下代码基于 air105_project https://gitee.com/iosetting/air105_project 的库函数
定时器模块结构
在Air105中, 全局只有一个定时器模块, TIMM0
typedef struct { TIM_TypeDef TIM[TIM_NUM]; __I uint32_t TIM_IntStatus; __I uint32_t TIM_EOI; __I uint32_t TIM_RawIntStatus; __I uint32_t TIM_Comp; __IO uint32_t TIM_ReloadCount[TIM_NUM]; } TIM_Module_TypeDef; 这个 TIMM0 的地址定义在 air105.h 中
#define TIMM0 ((TIM_Module_TypeDef *)TIMM0_BASE) #define AIR105_PERIPH_BASE (0x40000000UL) /*!< (Peripheral) Base Address */ #define AIR105_APB0_BASE (AIR105_PERIPH_BASE + 0x10000) #define TIMM0_BASE (AIR105_APB0_BASE + 0x3000) - 地址 = 0x40000000UL + 0x10000 + 0x3000 = 0x4001 3000
- 范围 [0x4001_3000, 0x4001_3FFF]
定时器初始化
定时器的初始化只需要两个参数: TIMx, 周期(时钟数), 为配合定时器使用, 还需要定义中断
void Timer_Init(void) { TIM_InitTypeDef TIM_InitStruct; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; // 开启定时器的外设时钟 SYSCTRL_APBPeriphClockCmd(SYSCTRL_APBPeriph_TIMM0, ENABLE); SYSCTRL_APBPeriphResetCmd(SYSCTRL_APBPeriph_TIMM0, ENABLE); // 定时器的时钟是 PCLK, 计数间隔为 1ms 对应的时钟数 TIM_InitStruct.TIM_Period = SYSCTRL->PCLK_1MS_VAL; // 使用 定时器0 TIM_InitStruct.TIMx = TIM_0; // 初始化 TIM_Init(TIMM0, &TIM_InitStruct); // 开启定时器0的中断 TIM_ITConfig(TIMM0, TIM_InitStruct.TIMx, ENABLE); //NVIC NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PriorityGroup_0); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM0_0_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // 启动定时器0 TIM_Cmd(TIMM0, (TIM_NumTypeDef)TIM_0, ENABLE); } 在库函数中, 会将模式设为 user-defined, 即自动循环, 重复载入周期并产生中断.
/** * @brief Initializes the TIMx Unit peripheral according to the specified parameters. * @param TIMMx: x can be 0 to select the TIM peripheral * @param TIM_InitStruct: pointer to a TIM_InitTypeDef structor that contains the configuration information * @retval None */ void TIM_Init(TIM_Module_TypeDef *TIMMx, TIM_InitTypeDef *TIM_InitStruct) { TIM_Cmd(TIMMx, TIM_InitStruct->TIMx, DISABLE); TIMMx->TIM[TIM_InitStruct->TIMx].ControlReg = 0; TIMMx->TIM[TIM_InitStruct->TIMx].ControlReg |= TIMER_CONTROL_REG_TIMER_MODE; TIMMx->TIM[TIM_InitStruct->TIMx].ControlReg &= ~TIMER_CONTROL_REG_TIMER_PWM; TIMMx->TIM[TIM_InitStruct->TIMx].LoadCount = TIM_InitStruct->TIM_Period; } 定时器中断处理
Air105对应每个定时器, 各有一个中断处理函数, 可以查看 startup.air105.s 中的中断向量定义
TIM0_0_IRQHandler TIM0_1_IRQHandler TIM0_2_IRQHandler TIM0_3_IRQHandler TIM0_4_IRQHandler TIM0_5_IRQHandler TIM0_6_IRQHandler TIM0_7_IRQHandler 对应 Timer0 的中断处理, 写在 air105_it.c. TIM_ClearITPendingBit 和 NVIC_ClearPendingIRQ 是必须调用的, 用于清除中断
void TIM0_0_IRQHandler(void) { TIM_ClearITPendingBit(TIMM0, TIM_0); NVIC_ClearPendingIRQ(TIM0_0_IRQn); } 下面加入处理逻辑的例子, 每秒调用一次 timer_handler(), 注意不要在中断处理中使用耗时的工作
extern uint32_t timer_count; extern void timer_handler(void); void TIM0_0_IRQHandler(void) { timer_count++; if (timer_count >= 1000) { timer_count = 0; timer_handler(); } TIM_ClearITPendingBit(TIMM0, TIM_0); NVIC_ClearPendingIRQ(TIM0_0_IRQn); } 定时器示例代码
使用Timer0控制板载LED每隔一秒闪烁
https://gitee.com/iosetting/air105_project/tree/master/Demos/Timer/Timer_Blink
Air105 的 PWM
Air105 的8个独立定时器均可编程产生PWM信号. 当用户设定TimerNControlReg中PWM比特位为1后，定时器进入PWM工作模式. 此时 PWM 由 TimerNLoadCount2 和 TimerNLoadCount 寄存器分别控制高电平及低电平周期翻转输出.
频率和占空比设置
- 高电平周期 = (TimerNLoadCount2 + 1) * PCLK_Period
- 低电平周期 = (TimerNLoadCount + 1) * PCLK_Period
PWM 相关代码
PWM初始化也只需要三个参数 TIMx 和高低电平两个周期, 两者之和就是一个PWM周期
typedef struct { TIM_NumTypeDef TIMx; uint32_t TIM_LowLevelPeriod; uint32_t TIM_HighLevelPeriod; }TIM_PWMInitTypeDef; 用Timer5初始化
void TimerPWM_Init(void) { TIM_PWMInitTypeDef TIM_PWMInitStruct; SYSCTRL_APBPeriphClockCmd(SYSCTRL_APBPeriph_TIMM0, ENABLE); SYSCTRL_APBPeriphResetCmd(SYSCTRL_APBPeriph_TIMM0, ENABLE); //Timer5 -> PWM5 TIM_PWMInitStruct.TIM_HighLevelPeriod = SYSCTRL->PCLK_1MS_VAL; TIM_PWMInitStruct.TIM_HighLevelPeriod = 0; TIM_PWMInitStruct.TIMx = TIM_5; TIM_PWMInit(TIMM0, &TIM_PWMInitStruct); TIM_Cmd(TIMM0, TIM_5, ENABLE); } 在初始化PWM的库函数中, 默认将模式设为 user-defined, 自动循环载入周期, 并屏蔽中断
/** * @brief Initializes the TIMx PWM Unit peripheral according to the specified parameters. * @param TIMMx: x can be 0 to select the TIM peripheral * @param TIM_PWMInitStruct: pointer to a TIM_PWMInitTypeDef structor that contains the configuration information * @retval None */ void TIM_PWMInit(TIM_Module_TypeDef *TIMMx, TIM_PWMInitTypeDef *TIM_PWMInitStruct) { TIM_Cmd(TIMMx, TIM_PWMInitStruct->TIMx, DISABLE); TIMMx->TIM[TIM_PWMInitStruct->TIMx].ControlReg = 0; TIMMx->TIM[TIM_PWMInitStruct->TIMx].ControlReg |= TIMER_CONTROL_REG_TIMER_MODE; TIMMx->TIM[TIM_PWMInitStruct->TIMx].ControlReg |= TIMER_CONTROL_REG_TIMER_PWM; TIMMx->TIM[TIM_PWMInitStruct->TIMx].ControlReg |= TIMER_CONTROL_REG_TIMER_INTERRUPT; TIMMx->TIM[TIM_PWMInitStruct->TIMx].LoadCount = TIM_PWMInitStruct->TIM_LowLevelPeriod; TIMMx->TIM_ReloadCount[TIM_PWMInitStruct->TIMx] = TIM_PWMInitStruct->TIM_HighLevelPeriod; } 将 PB5 功能复用为 PWM5
GPIO_InitTypeDef gpio; gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; gpio.GPIO_Remap = GPIO_Remap_2; GPIO_Init(GPIOB, &gpio); printf("GPIO Init/r/n"); 实时调节占空比, 后两个参数代表PCLK时钟周期个数
TIM_SetPWMPeriod(TIMM0, TIM_5, period - high_period, high_period); PWM示例代码
使用PWM5(Timer5)控制LED产生呼吸灯效果
https://gitee.com/iosetting/air105_project/tree/master/Demos/PWM/PWM_FadeLED
示例接线:
根据 开发板的BOM PCB 查看 https://wiki.luatos.com/_static/bom/Air105.html
示例中使用Timer4, Timer5对应的PWM4和PWM5输出, 使用的是PB4和PB5, 对应开发板的SP2_MO和SP2_MI, 开发板上的PWM5对应的是PC7, 要注意, 别接错了.
运行示例, 将两个LED各自串接一个1-5K的电阻, 分别接GND后接在SP2_MO和SP2_MI上, 就能看到呼吸灯的效果了
