定时器简介
硬件定时器一般有 2 种工作模式,定时器模式和计数器模式。不管是工作在哪一种模式,实质都是通过内部计数器模块对脉冲信号进行计数。下面是定时器的一些重要概念。
计数器模式:对外部输入引脚的外部脉冲信号计数。
定时器模式:对内部脉冲信号计数。定时器常用作定时时钟,以实现定时检测,定时响应、定时控制。
计数器:计数器可以递增计数或者递减计数。16位计数器的最大计数值为65535,32位的最大值为4294967295。
计数频率:定时器模式时,计数器单位时间内的计数次数,由于系统时钟频率是定值,所以可以根据计数器的计数值计算出定时时间,定时时间 = 计数值 / 计数频率。例如计数频率为 1MHz,计数器计数一次的时间则为 1 / 1000000, 也就是每经过 1 微秒计数器加一(或减一),此时 16 位计数器的最大定时能力为 65535 微秒,即 65.535 毫秒。
本定时器设备框架内部会自动处理硬件定时器超时的问题,例如16位定时器在1MHz的频率下最大只能维持65.535ms。但是在本定时器框架下,用户可以将定时器的溢出时间设置为例如500ms,框架内部会自动处理硬件溢出问题。当时间达到500ms后,框架会调用用户预先设置好的回调函数。
访问硬件定时器设备
应用程序通过 RT-Thread 提供的 I/O 设备管理接口来访问硬件定时器设备,相关接口如下所示:
查找定时器设备
应用程序根据硬件定时器设备名称获取设备句柄,进而可以操作硬件定时器设备,查找设备函数如下所示:
rt_device_t rt_device_find(const char* name);
一般情况下,注册到系统的硬件定时器设备名称为 timer0,timer1等,使用示例如下所示:
打开定时器设备
通过设备句柄,应用程序可以打开设备。打开设备时,会检测设备是否已经初始化,没有初始化则会默认调用初始化接口初始化设备。通过如下函数打开设备:
rt_err_t rt_device_open(rt_device_t dev, rt_uint16_t oflags);
使用示例如下所示:
设置超时回调函数
通过如下函数设置定时器超时回调函数,当定时器超时将会调用此回调函数:
rt_err_t rt_device_set_rx_indicate(rt_device_t dev, rt_err_t (*rx_ind)(rt_device_t dev,rt_size_t size))
使用示例如下所示:
控制定时器设备
通过命令控制字,应用程序可以对硬件定时器设备进行配置,通过如下函数完成:
rt_err_t rt_device_control(rt_device_t dev, rt_uint8_t cmd, void* arg);
硬件定时器设备支持的命令控制字如下所示:
获取定时器特征信息参数 arg 为指向结构体 struct rt_hwtimer_info 的指针,作为一个输出参数保存获取的信息。
设置定时器模式时,参数 arg 可取如下值:
设置定时器计数频率和定时模式的使用示例如下所示:
设置定时器超时值
通过如下函数可以设置定时器的超时值,在调用该函数后,定时器更新参数并旋即开启。
rt_size_t rt_device_write(rt_device_t dev, rt_off_t pos, const void* buffer, rt_size_t size);
超时时间结构体原型如下所示:
设置定时器超时值的使用示例如下所示:
获取定时器当前值
通过如下函数可以获取自定时器开始 (rt_device_write) 之后的运行时:
rt_size_t rt_device_read(rt_device_t dev, rt_off_t pos, void* buffer, rt_size_t size);
使用示例如下所示:
关闭定时器设备
通过如下函数可以关闭定时器设备:
rt_err_t rt_device_close(rt_device_t dev);
关闭设备接口和打开设备接口需配对使用,打开一次设备对应要关闭一次设备,这样设备才会被完全关闭,否则设备仍处于未关闭状态。
使用示例如下所示:
硬件定时器设备完整使用示例
硬件定时器设备的具体使用方式可以参考如下示例代码,示例代码的主要步骤如下:
首先根据定时器设备名称 “timer0” 查找设备获取设备句柄。
以读写方式打开设备 “timer0” 。
设置定时器超时回调函数。
设置定时器模式为周期性定时器,并设置超时时间为 5 秒,此时定时器启动。
延时 3500ms 后读取定时器时间,读取到的值会以秒和微秒的形式显示。
原作者:RT-Thread文档中心
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