玩转RT-Thread系列教程(2)–软硬件定时器的使用

定时器有硬件定时器和软件定时器之分

一、软件定时器

软件定时器是由操作系统提供的一类系统接口，它构建在硬件定时器基础之上，使系统能够提供不受数目限制的定时器服务。

RT-Thread 操作系统提供软件实现的定时器，以时钟节拍（OS Tick）的时间长度为单位，即定时数值必须是 OS Tick 的整数倍，例如一个 OS Tick 是 10ms，那么上层软件定时器只能是 10ms，20ms，100ms 等，而不能定时为 15ms。RT-Thread 的定时器也基于系统的节拍，提供了基于节拍整数倍的定时能力。

1.软件定时器示例：

功能：创建两个软件定时器，一个是单次定时器，另一个是周期型定时器，分别在定时器超时函数中打印信息。

/* 定时器的控制块 */
static rt_timer_t timer1;
static rt_timer_t timer2;
static int cnt = 0;

/* 定时器 1 超时函数 */
static void timeout1(void *parameter)
{
    rt_kprintf("periodic timer is timeout %d\n", cnt);

    /* 运行第 10 次，停止周期定时器 */
    if (cnt++>= 9)
    {
        rt_timer_stop(timer1);
        rt_kprintf("periodic timer was stopped! \n");
    }
}

/* 定时器 2 超时函数 */
static void timeout2(void *parameter)
{
    rt_kprintf("one shot timer is timeout\n");
}

int timer_sample(void)
{
    /* 创建定时器 1  周期定时器 */
    timer1 = rt_timer_create("timer1", timeout1,
                             RT_NULL, 10,
                             RT_TIMER_FLAG_PERIODIC);

    /* 启动定时器 1 */
    if (timer1 != RT_NULL) rt_timer_start(timer1);

    /* 创建定时器 2 单次定时器 */
    timer2 = rt_timer_create("timer2", timeout2,
                             RT_NULL,  30,
                             RT_TIMER_FLAG_ONE_SHOT);

    /* 启动定时器 2 */
    if (timer2 != RT_NULL) rt_timer_start(timer2);
    return 0;
}

/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(timer_sample, timer sample);

2.编译、下载、验证

可以看出，单次定时器在30ms时便完成了超时任务，而周期定时器只有在手动关闭时才会停止。

二、HWTIMER定时器

硬件定时器是芯片本身提供的定时功能。一般是由外部晶振提供给芯片输入时钟，芯片向软件模块提供一组配置寄存器，接受控制输入，到达设定时间值后芯片中断控制器产生时钟中断。硬件定时器的精度一般很高，可以达到纳秒级别，并且是中断触发方式。

1.首先打开Cubemx配置下基本定时器，生成代码

Cubemx

2.打开env，输入menuconfig进入配置界面

3.使能基本定时器

经过查看f1的参考手册，我们可以看见TIM2、3、4、5是基本定时器

4.输入命令scons –target=mdk5，生成工程

5.示例代码

测试代码如下，实验功能为：设置定时器3为周期性定时器，设置定时器超时值为1s，每1s将led电平反转一次。

#define HWTIMER_DEV_NAME   "timer3"     /* 定时器名称 */

/* 定时器超时回调函数 */
static rt_err_t timeout_cb(rt_device_t dev, rt_size_t size)
{
    rt_kprintf("this is hwtimer timeout callback fucntion!\n");
    rt_kprintf("tick is :%d !\n", rt_tick_get());

    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_5);
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE, GPIO_PIN_5);

    rt_kprintf("LED1 AND LED2 TogglePin!\n");

    return 0;
}

static int hwtimer_sample(int argc, char *argv[])
{
    rt_err_t ret = RT_EOK;
    rt_hwtimerval_t timeout_s;      /* 定时器超时值 */
    rt_device_t hw_dev = RT_NULL;   /* 定时器设备句柄 */
    rt_hwtimer_mode_t mode;         /* 定时器模式 */

    /* 查找定时器设备 */
    hw_dev = rt_device_find(HWTIMER_DEV_NAME);

    if (hw_dev == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("hwtimer sample run failed! can't find %s device!\n", HWTIMER_DEV_NAME);
        return RT_ERROR;
    }

    /* 以读写方式打开设备 */
    ret = rt_device_open(hw_dev, RT_DEVICE_OFLAG_RDWR);

    if (ret != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("open %s device failed!\n", HWTIMER_DEV_NAME);
        return ret;
    }

    /* 设置超时回调函数 */
    rt_device_set_rx_indicate(hw_dev, timeout_cb);

    /* 设置模式为周期性定时器 */
    mode = HWTIMER_MODE_PERIOD;
    ret = rt_device_control(hw_dev, HWTIMER_CTRL_MODE_SET, &mode);

    if (ret != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("set mode failed! ret is :%d\n", ret);
        return ret;
    }

    /* 设置定时器超时值为1s并启动定时器 */
    timeout_s.sec = 1;      /* 秒 */
    timeout_s.usec = 0;     /* 微秒 */

    if (rt_device_write(hw_dev, 0, &timeout_s, sizeof(timeout_s)) != sizeof(timeout_s))
    {
        rt_kprintf("set timeout value failed\n");
        return RT_ERROR;
    }

    return ret;
}
/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(hwtimer_sample, hwtimer sample);