十五、定时器原理介绍

1.1.定时器基础知识

1.1.1.什么是定时器

定时器是单片机内部集成，可以通过编程控制。单片机的定时功能是通过计数来实现的，当单片机每一个机器周期产生一个脉冲时，计数器就加一。定时器的主要功能是用来计时，时间到达之后可以产生中断，提醒计时时间到，然后可以在中断函数中去执行功能。比如我们想让一个 led 灯 1 秒钟翻转一次，就可以使用定时器配置为 1 秒钟触发中断，然后在中断函数中执行 led 翻转的程序。

1.1.2.GD32 定时器

GD32F450ZGT6 一共有 14 个定时器，可以分为五种类型，高级定时器 0/7、通用定时器(L0)1-4、通用定时器(L1)8/11、通用定时器(L2)9/10/12/13 和基本定时器 5/6。不同类型的定时器所拥有的功能数量不同，一般高级定时器的功能最多，通用定时器次之，基本定时器功能最少。具体功能对照可以查看用户手册的第 356 页。

1.1.3.高级定时器

高级定时器（TIMER0 和 TIMER7）是四通道定时器，支持输入捕获和输出比较。可以产生 PWM 信号控制电机和电源管理。高级定时器包含了一个死区时间插入模块，非常适合电机控制。

高级定时器的主要特性如图 1-3-1 所示。

关于更多高级定时器的功能描述可以查看用户手册的第 357 页，具体功能目录如图 1-3-2 所示。

1.1.4.通用定时器（L0）

通用定时器 L0(TIMER1、TIMER2、TIMER3 和 TIMER4）是 4 通道定时器，支持输入捕获，输出比较，产生 PWM 信号控制电机和电源管理。

通用定时器（L0）的主要特性如图 1-4-1 所示。

对比图 1-3-1 和图 1-4-1 可知，通用定时器（L0）比高级定时器少了可编程的死区时间、可编程的计数器重复功能和中止输入功能。

关于更多通用定时器（L0）的功能描述可以查看用户手册的第 410 页。

1.1.5.通用定时器（L1）

通用定时器 L1（TIMER8 和 TIMER11）是两通道定时器，支持输入捕获和输出比较，可以产生 PWM 信号控制电机和电源管理。

通用定时器（L1）的主要特性如图 1-5-1 所示。

关于更多通用定时器（L1）的功能描述可以查看用户手册的第 451 页。

1.1.6.通用定时器（L2）

通用定时器 L2(TIMER9、TIMER10、TIMER12 和 TIMER13）是单通道定时器，支持输入捕获，输出比较，产生 PWM 信号控制电机和电源管理。

通用定时器（L2）的主要特性如图 1-6-1 所示。

注意一下图 1-6-1 红线部分，这个在用户手册里写错了，通用定时器（L2）只有向上计数模式。

关于更多通用定时器（L2）的功能描述可以查看用户手册的第 475 页。

1.1.7.基本定时器

基本定时器（TIMER5 和 TIMER6）包含一个无符号的 16 位计数器。可以被用作通用定时器和为 DAC（数字到模拟转换器）   提供时钟。基本定时器可以配置产生 DMA 请求，TRGO 触发连接到 DAC。

基本定时器的主要特性如图 1-7-1 所示。

关于更多基本定时器的功能描述可以查看用户手册的第 494 页。

1.2.定时器基本参数

1.2.1.预分频

预分频器可以将定时器的时钟(TIMER_CK)频率按 1 到 65536 之间的任意值分频，分频后的时钟 PSC_CLK 驱动计数器计数。分频系数受预分频器 TIMERx_PSC 控制。这个控制寄存器带有缓冲器，它能够在运行时被改变。新的预分频器的参数在下一次更新事件到来时被采用。

分频器的分频公式为：PSC_CLK = TIMER_CK/ (TIMERx_PSC +1)

1.2.2.向上计数模式

计数器从 0 开始向上连续计数到自动加载值（定义在 TIMERx_CAR 寄存器中），一旦计数器计数到自动加载值，会重新从 0 开始向上计数并产生上溢事件。

1.2.3.更新事件

更新事件是当计数器上溢或者下溢而开始新的计数周期时触发的。更新事件可以触发 DMA 请求，以用于在下一个计数周期开始时及时更新定时器的运行参数，特别适合用于实时控制。

1.3.定时器应用

如果项目中需要定时执行或者需要重复执行一定的工作， 定时器的使用尤为重要。在下一章将会介绍如何去配置定时器，定时 1 秒钟进入一次中断，然后在定时器中断服务函数中实现 1 秒钟 led 电平状态翻转 1 次。最后实现的效果就是 led 亮 1 秒钟灭 1 秒钟。