7.定时器

news2024/10/6 2:20:11

定时器资源

CC2530有四个定时器TIM1~TIM4和休眠定时器

TIM1

定时器1 是一个独立的16 位定时器，支持典型的定时/计数功能，比如输入捕获，输出比较和PWM 功能。定时器有五个独立的捕获/比较通道。每个通道定时器使用一个I/O 引脚。定时器用于范围广泛的控制和测量应用，可用的五个通道的正计数/倒计数模式将允许诸如电机控制应用的实现

五个捕获/比较通道
上升沿、下降沿或任何边沿的输入捕获
设置、清除或切换输出比较
自由运行、模或正计数/倒计数操作
可被 1，8，32 或 128 整除的时钟分频器
在每个捕获/比较和最终计数上生成中断请求
DMA 触发功能

TIM3和TIM4

定时器3 和4 是两个8 位的定时器。每个定时器有两个独立的比较通道，每个通道上使用一个I/O 引脚。

两个捕获/比较通道
设置、清除或切换输出比较
时钟分频器，可以被 1，2，4，8，16，32，64，128 整除
在每次捕获/比较和最终计数事件发生时产生中断请求
DMA 触发功能

TIM2和休眠定时器

定时器2 主要用于为802.15.4 CSMA-CA 算法提供定时，以及为802.15.4 MAC 层提供一般的计时功能。当定时器2 和休眠定时器一起使用时，即使系统进入低功耗模式也会提供定时功能。定时器运行在CLKCONSTA.CLKSPD 指明的速度上。如果定时器2 和睡眠定时器一起使用，时钟速度必须设置为32 MHz，且必须使用一个外部32 kHz XOSC 获得精确结果。

16 位定时器正计数提供的符号/帧周期，例如：16μs/320μs
可变周期可精确到 31.25ns
2×16 位定时器比较功能
24 位溢出计数
2×24 位溢出计数比较功能
帧首定界符捕捉功能
定时器启动/停止同步于外部 32kHz 时钟以及由睡眼定时器提供定时
比较和溢出产生中断
具有 DMA 触发功能
通过引入延迟可调整定时器值

定时器触发方式

基础知识

定时器基础理论

（1）系统时钟频率
时钟发生器会以恒定的时间间隔产生脉冲，这个间歇性的脉冲可以形象理解为芯片的心跳，时钟频率则是用来描述这个心跳的速率。大家通常用1s内时钟发生器产生的脉冲数量来描述时钟频率，例如“时钟频率10 MHz”表示1s内的心跳次数为10 000 000次。CC2530有两种时钟频率可供开发者使用：32MHz和16MHz。

（2）分频系数
分频是指将时钟频率降低为原来的1/N，也称为N分频。比如当时钟频率是16MHz的时候，那么2分频是8MHz。分频系数则是用1/N来表示，比如2分频的分频系数为：1/2。

（3）系统时钟周期
周期和频率的关系可以用公式表示： T = 1 / f，其中T为时钟周期，f为时钟频率。时钟周期和时钟频率成倒数关系。举个例子说明一下，时钟频率为16MHz时表示在1s内时钟发生器可以产生16 000 000个脉冲，而时钟周期则可以表示产生一个脉冲所需要的时间，即1 / 160 000 00s。

（4）计数器
计数器是定时器的核心，用于记录时钟发生器产生的脉冲数量。由于脉冲的时钟周期是恒定的，因此计算定时时间的公式是：t=nT，其中t为定时时间，n为计数次数，T为时钟周期

（5）溢出
由于计数器的范围是有限的，当计数次数超过最大值时就会产生溢出。例如当计数器的大小是16位时，那么计数范围是0~65535，因此计数次数超过65535后计数器就会产生溢出。在产生溢出后，计算器的值会从最大值变为0。

定时原理

利用公式对频率和周期的关系作进一步的解释。我们利用f表示时钟频率，T来表示时钟周期，那么可以用此关系式来表示它们的关系：

T = 1 / f （1）

我们计时t秒后，假设此时计数器从0开始计数了N次（假设此时计数器没有溢出）。前面已经讲解过，时钟周期T表示心跳1次所需要时间，因此t与N的关系如下：

t = N × T （2）

接着，我们可以推导出：

N = t / T （3）

CC2530的默认系统时钟频率是16MHz（16000000Hz），其定时器1使用128分频，因此定时器的时钟频率是 16000000 / 128 Hz。

根据公式（1）T = 1 / f 可以算出定时器1时钟周期为T = 128/16000000 秒。
在定时5秒的情况下（即t=5秒），根据公式（2）N = t / T，计数器的计数值N = 5 / (128/16000000) = 625000。

处理溢出

当定时器溢出时会发生中断，此时寄存器IRCON的Bit1位会由原先的0被设置为1，因此我们只需要检测这个标志位即可判断是否发生了溢出，定时器1是一个16位定时器，每溢出一次计数65536次，所以定时5秒后将会溢出： 625000 / 65536 = 9.54，取整数，即9次。反过来，如果溢出了9次，我们可以大约第认为时间过了5秒。

查询触发（以TIM1为例）

实现代码

#include<iocc2530.h>

void initTimer1(void);

void main()
{
    P1SEL &= ~0x01;//P1_0设置为通用I/O口
    P1DIR |= 0X01;//配置P1_0位输出
    
	initTimer1();
    while(1){
        if (!(IRCON & 0x02)) continue; // Timer1 interrupt not pending
        
        IRCON &= ~(0x02); // Clear timer1 interrupt flag
        
        if (++Counter < 9) continue;  // ~5 second
        
        else Counter = 0;
        
        P1_0 = ~ P1_0;
    };
}

static void initTimer1(void)
{
  T1CTL = 0x0D; // Tick frequency/128, 
                // Free-running, repeatedly count from 0x0000 to 0xFFFF

  T1STAT= 0x21; // T1 counter-overflow interrupt flag, writing a 1 has no effect.
                // T1 channel 0 interrupt flag, writing a 1 has no effect.
}

中断触发（以TIM3为例）

实现代码

#include<iocc2530.h>
#include <stdio.h>
#include"74LS164_8LED.h"

int counter_g = 0;
int i = 0;
void Delay()
{
    int y,x;
    
    for(y=1000;y>0;y--)
      for(x=30;x>0;x--);
}

void initTimer3(void)
{
    T3CTL = 0xE8;//128分频 溢出中断屏蔽开

    T3IE = 1;	   // 定时器3中断使能
    EA = 1;	       // 中断总允许

    T3CTL |= 0x10; // 开启中断
}

void main(){
    initTimer3();
    P1SEL &= ~0x01;//P1_0设置为通用I/O口
    P1DIR |= 0X01;//配置P1_0位输出

   while(1);
}

/*
 *  Timer3 interrupt service function 
 */
#pragma vector = T3_VECTOR
__interrupt void Timer3_ISR(void)
{
    // ~5s
    if (++counter_g == 2441) {
        counter_g = 0;
        i++;
        if(i > 10) i = 0;
        P1_0 = ~ P1_0;
    }
}