如何使用硬件定时器及计数器 |
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如何使用硬件定时器及计数器
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前言
我相信在嵌入式领域的各位大佬，不管在什么样的项目或多或少都是要用到定时器吧，基本上大部分项目均会涉及到定时。然而，计数或许用得会比较少。那么今天小编就给大伙讲讲如何配置使用Nordic 52840的定时器以及计数器。 开发环境 操作系统Windows10 SDKnRF5_SDK_15.2.0_9412b96 IDESEGGER Embedded Studio for ARM 4.12 Source codeBasic tutorial—hardware timer 原理小编这个人有个习惯，面对新的物种或者技术我均会先去了解下原理。最终才会去写代码。我个人认为写代码是最不费时间的，最费时间的是写代码前期的了解以及思路构思。如果前期准备的不好，那务必会导致你把大部分时间花在了写bug或者在改bug的路上。既然要说原理，那么最靠谱的资料当然是规格书了，先让我们看看Nordic 52840的硬件定时器的diagram.
从上图中可以看出，硬件TIMER的时钟来自于HCLK。因此，如果想要做低功耗的话就直接放弃吧，因为在低功耗模式下，HCLK是要被关闭的。从这个框图看，硬件定时器的结构还是比较简单清晰的。 时钟 PCLK1M 当fTIMER小于等于1Mz时，就选择这个时钟，应用层不用去处理它，这个操作是自动进行的 PLCK16M 当fTIMER大于1Mhz时，就会选择这个时钟，同样也是自动选择的，应用层只需要关注fTIMER即可。 从这里我们可以知道，硬件定时器的时钟最大就是16Mhz。 Task&&Event 这里一共有5种任务以及1种事件，具体如下所示： COUNTSTOPSTARTCLEARCAPTURECOMPARE（事件）从命名我们就很清楚地知道它们的含义分别为计数、停止、开始、清零、捕捉、比较，而且我们从箭头的方向也知道，输入的是任务输出的是事件。 从以上我们分析的结果可知，要想Nordic 52840的硬件定时器工作起来，就必须要使能HCLK->选择工作模式->输入COUT、START、STOP、CLEAR、CAPTURE、COMPARE中的任意一个信号 如何使用Nordic 52840的定时器有两个功能，一个是定时器另外一个是计数器。总共有5个TIMER，分别为TIMER0-TIMER4。 有一点还是要强调一下的，不管是定时器还是计数器它们是共用这5个TIMER的。 例如TIMER0已经做为定时器了，那么此时计数器就只能从TIMER1~TIMER4中选择一个了。 定时器通过上面的大体原理讲解，我想大家应该有个相对的了解吧，接下来我们看看如何初始化定时器。废话不多说，直接上源码?。 /** * 初始化timer0,用于定时 * @param[in] NULL * @retval NULL * @par 修改日志 * Ver0.0.1: Helon_Chan, 2018/10/23, 初始化版本\n */ static void user_app_timer0_init(void) { nrfx_err_t err_code; uint32_t timer_ms_tick; /* 使用NRFX_TIMER_DEFAULT_CONFIG配置hardware timer0为默认的配置参数 */ nrf_drv_timer_config_t m_hardware_timer0_config = NRF_DRV_TIMER_DEFAULT_CONFIG; /* 初始化hardware timer0 */ err_code = nrf_drv_timer_init(&hardware_timer0, &m_hardware_timer0_config, user_nrf_timer_evt_handler); NRF_LOG_INFO("nrf_drv_timer0_init is %d\n", err_code); /* 1.设置hardware timer0在NRF_TIMER_CC_CHANNEL0通道每一秒产生event,并触发clear task 2.每一秒就回调一次用户自定义的回调处理函数user_nrf_timer_evt_handler,当前false不调用 */ timer_ms_tick = nrf_drv_timer_ms_to_ticks(&hardware_timer0, 1000); NRF_LOG_INFO("nrf_drv_timer_ms_to_ticks is %d\n", timer_ms_tick); nrf_drv_timer_extended_compare(&hardware_timer0, NRF_TIMER_CC_CHANNEL0, timer_ms_tick, NRF_TIMER_SHORT_COMPARE0_CLEAR_MASK, false); /* 使能hardware timer0 */ nrf_drv_timer_enable(&hardware_timer0); }更多的就不再细述了，基本上每一行代码我都有有注释了。其中m_hardware_timer0_config可以在sdk_config.h头文件中配置，至于配置的方法此次不再详述。感兴趣的可以查看如何搭建Nordic 52840开发环境->如何使能GUI配置界面 计数器其实计数器，我觉得用的人会比较少。因为多数应该会定义一个变量来存放计数，但是在一些特殊的场合还是需要用到计数器的，例如需要一些计量的应用场景。 /** * 初始化timer1,用于计数 * @param[in] NULL * @retval NULL * @par 修改日志 * Ver0.0.1: Helon_Chan, 2018/10/23, 初始化版本\n */ static void user_app_timer1_init(void) { nrfx_err_t err_code; /* 设置hardware timer1的长度为32bit的计数器 */ nrf_drv_timer_config_t m_hardware_timer1_config = NRF_DRV_TIMER_DEFAULT_CONFIG; m_hardware_timer1_config.mode = NRF_TIMER_MODE_COUNTER; m_hardware_timer1_config.bit_width = NRF_TIMER_BIT_WIDTH_32; /* 初始化hardware timer1 */ err_code = nrf_drv_timer_init(&hardware_timer1, &m_hardware_timer1_config, user_nrf_timer_evt_handler); NRF_LOG_INFO("nrf_drv_timer1_init is %d\n", err_code); /* 使能hardware timer1*/ nrf_drv_timer_enable(&hardware_timer1); } PPI串联上面讲到的是定时器以及计数器的初始化过程，现在为了让定时器和计数器真正应用起来，小编使用了TIMER0用于定时开关LED灯，TIMER1用于按揵的按下的计数。但是，在实现这个功能之前，我们需要用到PPI，将这些串联起来方可完成这个功能。 /** * 初始化gpiote * @param[in] NULL * @retval NULL * @par 修改日志 * Ver0.0.1: Helon_Chan, 2018/10/23, 初始化版本\n */ static void user_app_gpiote_init(void) { nrfx_err_t err_code; nrf_drv_gpiote_in_config_t m_gpiote_in_config = GPIOTE_CONFIG_IN_SENSE_HITOLO(true); nrf_drv_gpiote_out_config_t m_gpiote_out_config = GPIOTE_CONFIG_OUT_TASK_TOGGLE(true); /* 初始化gpiote */ err_code = nrf_drv_gpiote_init(); NRF_LOG_INFO("nrf_drv_gpiote_init is %d\n", err_code); /* 设置按键对应的GPIO口由高电平变低电平时，产生ENVENT */ err_code = nrf_drv_gpiote_in_init(KEY_NUMBER, &m_gpiote_in_config, user_nrf_drv_gpiote_evt_handler); NRF_LOG_INFO("nrf_drv_gpiote_in_init is %d\n", err_code); /* 设置LED灯对应的GPIO口被hardware timer0 compare event控制，且每次有EVENT触发GPIO OUT TASK时，取反当前的LED灯 */ err_code = nrf_drv_gpiote_out_init(LED_NUMBER,&m_gpiote_out_config); NRF_LOG_INFO("nrfx_gpiote_out_init is %d\n",err_code); /* 使能gpiote的in event,并触发user_nrf_drv_gpiote_evt_handler回调函数 */ nrf_drv_gpiote_in_event_enable(KEY_NUMBER, true); /* 使能gpiote的out task */ nrf_drv_gpiote_out_task_enable(LED_NUMBER); }以上的代码，就是将与LED连接的GPIO设置成GPIO的Task，将按键相连的GPIO设置为GPIO的Event。 /** * 初始化ppi * @param[in] NULL * @retval NULL * @par 修改日志 * Ver0.0.1: Helon_Chan, 2018/10/23, 初始化版本\n */ static void user_app_ppi_init(void) { nrfx_err_t err_code; nrf_ppi_channel_t m_nrf_ppi_channel1,m_nrf_ppi_channel2; uint32_t gpiote_evt_addr,gpiote_task_addr; uint32_t hardware_timer1_capture_task_addr,hardware_timer0_compare_evt_addr; /* 初始化ppi */ NRF_LOG_INFO("nrf_drv_ppi_init is %d\n", nrf_drv_ppi_init()); /* 选择未使用的PPI通道 */ err_code = nrf_drv_ppi_channel_alloc(&m_nrf_ppi_channel1); NRF_LOG_INFO("nrf_drv_ppi_channel1_alloc is %d\n", err_code); /* 选择未使用的PPI通道 */ err_code = nrf_drv_ppi_channel_alloc(&m_nrf_ppi_channel2); NRF_LOG_INFO("nrf_drv_ppi_channel2_alloc is %d\n", err_code); /* 获取event和task的地址 */ gpiote_task_addr = nrf_drv_gpiote_out_task_addr_get(LED_NUMBER); hardware_timer0_compare_evt_addr = nrf_drv_timer_compare_event_address_get(&hardware_timer0, NRF_TIMER_CC_CHANNEL0); gpiote_evt_addr = nrf_drv_gpiote_in_event_addr_get(KEY_NUMBER); hardware_timer1_capture_task_addr = nrf_drv_timer_task_address_get(&hardware_timer1, NRF_TIMER_TASK_COUNT); /* 将event和task通过选中的ppi_channel连接起来 */ err_code = nrf_drv_ppi_channel_assign(m_nrf_ppi_channel1, hardware_timer0_compare_evt_addr, gpiote_task_addr); NRF_LOG_INFO("nrf_drv_ppi_channel1_assign is %d\n", err_code); err_code = nrf_drv_ppi_channel_assign(m_nrf_ppi_channel2, gpiote_evt_addr, hardware_timer1_capture_task_addr); NRF_LOG_INFO("nrf_drv_ppi_channel2_assign is %d\n", err_code); /* 使能选中的PPI的通道 */ err_code = nrf_drv_ppi_channel_enable(m_nrf_ppi_channel1); NRF_LOG_INFO("nrf_drv_ppi_channel1_enable is %d\n", err_code); err_code = nrf_drv_ppi_channel_enable(m_nrf_ppi_channel2); NRF_LOG_INFO("nrf_drv_ppi_channel2_enable is %d\n", err_code); }以上代码就是把TIMER0的Event与GPIO的Task通过PPI通道连接在一起，把GPIO的Event与TIMER1的Task同样通过通道连接在一起。如初始化的过程中所讲，TIMER0每秒就会产生一个Event,所以与其相连接的Task就会随之执行一次。同理，与按键相接的GPIO每产生一次Event就会自动触发TIMER1的Task用于计数。 完整的工程实现其中上面的几个章节，基本上把使用的功能都讲到了，下面只要将这些拼装起来即可。 /** * 初始化使用到的外设 * @param[in] NULL * @retval NULL * @par 修改日志 * Ver0.0.1: Helon_Chan, 2018/10/23, 初始化版本\n */ void user_app_init(void) { user_app_gpiote_init(); user_app_timer0_init(); user_app_timer1_init(); user_app_ppi_init(); } /** * @file main.c * @brief 用户应用程序入口 * @details 用户应用程序的入口文件,用户所有要实现的功能逻辑均是从该文件开始或者处理 * @author Helon_Chan * @par Copyright (c): * 红旭无线开发团队 * @par History: * Ver0.0.1: Helon_Chan, 2018/06/09, 初始化版本\n */ int main(void) { /* log模块初始化 */ log_init(); user_app_init(); NRF_LOG_INFO("/******************************************************************************/\n"); NRF_LOG_INFO(" Welcome to wireless-tech hardware timer demo project \n"); NRF_LOG_INFO(" website :bbs.wireless-tech.cn \n"); NRF_LOG_INFO(" QQ Group:671139854 \n"); NRF_LOG_INFO("/******************************************************************************/\n"); } 最后至此，Nordic 52840的硬件定时器以及计数器就讲完了，基本上还是比较简单的，Nordic已经将大部分的库都完成了，我们唯一要做的就是在了解原理的情况下，如何使用现在的API。 本文原创,转载请注明出处 |
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