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TIM，硬件定时器驱动程序

发布于 2024-04-30 10:11:06 浏览：300 订阅该版

```c
/*
*********************************************************************************************************
*	模块名称 : 硬件定时器驱动
*	文件名称 : bsp_hwtimer.c
*	版    本 : V1.0
*	说    明 : 源文件，硬件定时器最小定时时间可到达us级，可以用来进行串口数据的断帧处理,表中的div变量决定计数的频率
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*/
#include "bsp_hwtimer.h"
#ifdef BSP_USING_TIM
#define TIM_NUM 4	//开启的定时器通道个数也可以认为是表的行数
typedef struct {										//定时器结构体
    TIM_TypeDef* TIMx;									//定时器TIM2/TIM3....
	void (*init)(TIM_TypeDef* TIMx,uint16_t Prescaler);	//定时器初始化函数
	uint32_t div;										//分频系数1/div 秒
	uint32_t *timeout;									//定时时间
	rt_hwtimer_mode_t *mode;							//模式HWTIMER_MODE_ONESHOT单次/HWTIMER_MODE_PERIOD重复
	uint16_t capture_compare_channel;					//TIM_CHANNEL_1-4
	HAL_TIM_ActiveChannel active_channel;				//定时器通道，取值HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1-4
} Timer_struct;
/*定时器初始化函数*/
static void bsp_InitHardTimer(TIM_TypeDef* TIMx,uint16_t div);	//定时器的初始化函数，作为表的回调函数，每个定时器只需要初始化一次即可，
static uint32_t time_out[TIM_NUM];								//用户调用函数注册时设置的时间。无需更改
static rt_hwtimer_mode_t mode[TIM_NUM];
/*根据实际定时器数量修改*/
static void (*h_TIM_CallBack[TIM_NUM])(void *parameter);	//定时器超时回调函数数组数组长度与下表行数有关
static void *uaser_parameter[TIM_NUM];
const Timer_struct timer_struct_par[] = {						//按实际情况更改此表数据,表改完后需要对应修改  TIM_NUM
#ifdef BSP_USING_TIM2	
    {TIM2,	bsp_InitHardTimer,	1000*1000,		&time_out[0],	&mode[0],	TIM_CHANNEL_1,	HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1},
	{TIM2,	RT_NULL,			RT_NULL,		&time_out[1],	&mode[1],	TIM_CHANNEL_2,	HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2},
	{TIM2,	RT_NULL,			RT_NULL,		&time_out[2],	&mode[2],	TIM_CHANNEL_3,	HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_3},
	{TIM2,	RT_NULL,			RT_NULL,		&time_out[3],	&mode[3],	TIM_CHANNEL_4,	HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_4},
#endif
};
uint8_t timer_dev_num = sizeof(timer_struct_par)/sizeof(timer_struct_par[0]);//计算表的长度
/*
*********************************************************************************************************
*	函 数 名: bsp_InitHardTimer
*	功能说明: 配置 TIMx，用于us级别硬件定时。TIMx将自由运行，永不停止.
*			TIMx可以用TIM2 - TIM5 之间的TIM, 这些TIM有4个通道, 挂在 APB1 上
*	形    参: TIMx	:定时器
*			 div ：分频值分频值为1000时单位为1ms，分频值为1000*1000时单位为1us
*	返 回 值: 无
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    	APB1 定时器有 TIM2, TIM3 ,TIM4, TIM5, TIM6, TIM7, TIM12, TIM13,TIM14
    	APB2 定时器有 TIM1, TIM8 ,TIM9, TIM10, TIM11
*/
static void bsp_InitHardTimer(TIM_TypeDef* TIMx,uint16_t div)
{
    TIM_HandleTypeDef  TimHandle = {0};
    uint32_t Period;
    uint16_t Prescaler;
	rt_uint32_t flatency = 0;
    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
    HAL_RCC_GetClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, &flatency);
    uint32_t pclk1_doubler = 1;
    uint32_t pclk2_doubler = 1;
    if (RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider != RCC_HCLK_DIV1)
         pclk1_doubler = 2;//APB1CLKDivider != 1, 所以 APB1上的TIMxCLK = PCLK1 x 2 ;
    if (RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider != RCC_HCLK_DIV1)
         pclk2_doubler = 2;//prescaler != 1, 所以 APB2上的TIMxCLK = PCLK2 x 2 ;
	if ((rt_uint32_t)TIMx >= APB2PERIPH_BASE)
		Prescaler = (uint32_t)(HAL_RCC_GetPCLK2Freq() * pclk2_doubler / div) - 1;
	else
		Prescaler = (uint32_t)(HAL_RCC_GetPCLK1Freq() * pclk1_doubler / div) - 1;
#ifdef SOC_SERIES_STM32F1	
        Period = 0xFFFF;//F1的芯片定时器有TIM1-TIM4,均是16位定时器，最大计数值是65535，
#endif
#ifdef SOC_SERIES_STM32F4	
	if(TIMx == TIM2 || TIMx == TIM5)
		usPeriod = 0xFFFFFFFF;//F4的芯片定时器有TIM1-TIM14,TIM2、TIM5是32位其余为16位。
	else
        usPeriod = 0xFFFF;
#endif
    TimHandle.Instance = TIMx;
    TimHandle.Init.Prescaler         = Prescaler;	//设置分频
    TimHandle.Init.Period            = Period;		//设置最大计数值
    TimHandle.Init.ClockDivision     = 0;
    TimHandle.Init.CounterMode       = TIM_COUNTERMODE_UP;
    TimHandle.Init.RepetitionCounter = 0;
    TimHandle.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
    if (HAL_TIM_Base_Init(&TimHandle) != HAL_OK)
        _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
	if(TIMx == TIM1) /* 配置定时器中断，给CC捕获比较中断使用 */
    {
        HAL_NVIC_SetPriority(TIM1_CC_IRQn, 0, 1);
        HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM1_CC_IRQn);
    }
	else if(TIMx == TIM2)
    {
        HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 0, 2);
        HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
    }
	else if(TIMx == TIM3)
    {
        HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn, 0, 3);
        HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn);
    }
	else if(TIMx == TIM4)
    {
        HAL_NVIC_SetPriority(TIM4_IRQn, 0, 4);
        HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM4_IRQn);
    }
    HAL_TIM_Base_Start(&TimHandle);/* 启动定时器 */
}
/*
无需更改
*********************************************************************************************************
*	函 数 名: timer_init
*	功能说明: 定时器初始化函数
*	形    参：无
*	返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static int timer_init(void)
{
	for(uint8_t i = 0;i < timer_dev_num;i++)
	{
		if(timer_struct_par[i].init != RT_NULL)
			timer_struct_par[i].init(timer_struct_par[i].TIMx,timer_struct_par[i].div);//调用初始化函数，初始化定时器的分频，计数模式等。
	}
}
INIT_DEVICE_EXPORT(timer_init);//自动初始化
/*
无需更改
*********************************************************************************************************
*	函 数 名: start_period_time
*	功能说明: 重复循环的定时器重新开启
*	形    参：htim 定时器句柄，index表中的行
*	返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void start_period_time(TIM_HandleTypeDef *htim,uint8_t index)
{
    uint32_t cnt_tar;
	cnt_tar = timer_struct_par[index].TIMx->CNT + *timer_struct_par[index].timeout;		/* 计算捕获的计数器值 */		   
	__HAL_TIM_SET_COMPARE(htim,timer_struct_par[index].capture_compare_channel,cnt_tar); /* 设置捕获比较计数器CC*/		
	HAL_TIM_OC_Start_IT(htim,timer_struct_par[index].capture_compare_channel);			/* 使能CC中断 */
}
/*
无需更改
*********************************************************************************************************
*	函 数 名: HAL_TIM_OC_DelayElapsedCallback
*	功能说明: TIM 中断服务程序中调用的回调函数，先关闭定时器调用回调函数，然后再重新开启定时器。
*	形    参：定时器句柄
*	返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/										
void HAL_TIM_OC_DelayElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	for(uint8_t i = 0;i < timer_dev_num;i++)
	{
		if(timer_struct_par[i].TIMx == htim->Instance && timer_struct_par[i].active_channel == htim->Channel)
		{//找到对应表的第几行		
			HAL_TIM_OC_Stop_IT(htim,timer_struct_par[i].capture_compare_channel);/* 禁能CC中断 */
			if(h_TIM_CallBack[i] != RT_NULL)
				h_TIM_CallBack[i](uaser_parameter[i]);//调用用户注册的回调函数
			if(*timer_struct_par[i].mode == HWTIMER_MODE_PERIOD)
				start_period_time(htim,i);//重复的定时器重新开启定时器
		}
	}
}
/*
在适当位置调用，用于设置某个定时器的某通道定时时间，循环模式，及回调函数
*********************************************************************************************************
*	函 数 名: bsp_StartHardTimer
*	功能说明: 使用TIM2-5做单次定时器使用, 定时时间到后执行回调函数。可以同时启动4个定时器通道，互不干扰。
*             定时精度正负1us （主要耗费在调用本函数的执行时间）
*			  TIM2和TIM5 是32位定时器。定时范围很大
*			  TIM3和TIM4 是16位定时器。
*	形    参: TIMx  :定时器
*			  Channel : 捕获比较通道几
*             _uiTimeOut : 超时时间, 单位 1us. 对于16位定时器，最大 65.5ms; 对于32位定时器，最大 4294秒
*             _pCallBack : 定时时间到后，被执行的函数
*	返 回 值: 无void (*timeout)(void *parameter)
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_StartHardTimer(TIM_TypeDef* TIMx,
						rt_hwtimer_mode_t mode,
						uint16_t capture_compare_channel, 
						uint32_t _uiTimeOut, 
						void (*_pCallBack)(void *parameter),
						void *parameter)
{
    uint32_t cnt_tar;
	TIM_HandleTypeDef htim;//构造一个定时器句柄，变量中的某些结构体数据不是正确的，不可乱用（初始化时没有保存正确的句柄导致此处问题）
	htim.Instance = TIMx;
    cnt_tar = TIMx->CNT + _uiTimeOut;			/* 计算捕获的计数器值 */
	for(uint8_t i = 0;i < timer_dev_num;i++)
	{
		if(timer_struct_par[i].TIMx == TIMx && timer_struct_par[i].capture_compare_channel == capture_compare_channel)
		{//找到对应表的第几行
			*timer_struct_par[i].timeout = _uiTimeOut;	//用户设置的超时时间放入表内
			*timer_struct_par[i].mode = mode;			//用户设置的循环模式放入表内
			h_TIM_CallBack[i] = _pCallBack;				//用户设置的回调函数放在表内
			uaser_parameter[i] = parameter;
			__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim,capture_compare_channel,cnt_tar); /* 设置捕获比较计数器CC*/	
			TIM_CHANNEL_STATE_SET(&htim,capture_compare_channel,HAL_TIM_CHANNEL_STATE_READY);//只有初始化完成后才能使用这个函数
			HAL_TIM_OC_Start_IT(&htim,capture_compare_channel);/* 使能CC中断 */
		}
	}
}
#endif

```