6. 定时器

📝本节您将了解定时器的工作原理，学习 MSPM0G3519 的定时器资源分类，掌握通用定时器（TIMG）的周期定时中断配置方法。

🏆本章目标

1️⃣ 理解定时器的计数原理和基本参数

2️⃣ 了解 MSPM0G3519 的 TIMG 和 TIMA 定时器资源

3️⃣ 通过 SysConfig 配置定时器周期中断

4️⃣ 实现定时器中断驱动 LED 闪烁

6.1 定时器基本概念

定时器是 MCU 内部的硬件计数器模块。它在时钟信号的驱动下自动递增（或递减）计数，当计数值达到预设目标时产生事件（如中断）。

与 delay_cycles 软件延时相比，定时器的优势在于：

delay_cycles

CPU 占用：100% 忙等

精度：受代码执行影响

并发：延时期间无法做其他事

适用：简单短延时

硬件定时器

CPU 占用：0% 硬件自主计数

精度：硬件级精确

并发：CPU 可同时处理其他任务

适用：精确定时、周期任务

定时器核心参数

参数	说明
时钟源	驱动计数器的时钟信号（通常为 MCLK 或其分频）
预分频器（Prescaler）	对时钟源分频后再驱动计数器，降低计数频率
计数位宽	计数器的最大值（16位 = 0~65535，32位 = 0~4294967295）
重载值（Period）	计数器的目标值，到达后自动重载并触发事件
计数模式	向上计数、向下计数、上下计数

定时器工作流程

五个环节串联成一个完整的定时流水线：

时钟源 ──→ 预分频器 ──→ 计数器 ──→ 比较匹配 ──→ 事件输出
  │            │           │           │            │
 32MHz      ÷32=1MHz    0→999      CNT==999?    中断/PWM/触发

时钟源：来自系统时钟 MCLK（如 32MHz），提供基础计数节拍
预分频器：把高频时钟降速。比如 32MHz ÷ 32 = 1MHz，换算为时间就是每 1μs 计数器加 1
计数器（CNT）：按降速后的节拍从 0 开始递增
比较匹配：当计数器计数的值 CNT 达到设置的重载值（Period）时，产生匹配信号
事件输出：匹配信号可触发中断、翻转引脚、启动 ADC 等操作

定时器工作流程

三种计数模式

模式	计数轨迹	适用场景
向上计数	0 → 1 → 2 → … → Period → 0（循环）	周期定时、边沿对齐 PWM
向下计数	Period → … → 2 → 1 → 0 → Period（循环）	某些 PWM 场景
上下计数	0 → 1 -> … → Period → … -> 2 → 1 → 0（循环）	中心对齐 PWM（电机控制）

定时时间计算

定时时间 = (重载值 + 1) × 预分频值 / 时钟源频率

例如：时钟源 32MHz，预分频 32，重载值 999：

定时时间 = (999 + 1) × 32 / 32,000,000 = 1ms

+1 是因为计数器从 0 开始数，0~999 共 1000 个节拍。

6.2 MSPM0G3519 定时器资源

MSPM0G3519 拥有多个定时器，分为两大类：

通用定时器（TIMG）

定时器	位宽	捕获/比较通道	典型用途
TIMG0	16-bit	2 通道	周期定时、基础 PWM
TIMG6	16-bit	2 通道	周期定时、PWM（蜂鸣器）
TIMG7	16-bit	2 通道	周期定时、PWM
TIMG8	16-bit	2 通道	长周期定时、输入捕获、QEI正交编码器
TIMG9	16-bit	2 通道	长周期定时、输入捕获、QEI正交编码器
TIMG12	16-bit	2 通道	周期定时
TIMG14	16-bit	4 通道	长周期定时、输入捕获

高级控制定时器（TIMA）

定时器	位宽	捕获/比较通道	典型用途
TIMA0	16-bit	4 通道	PWM（带死区）、电机控制
TIMA1	16-bit	2 通道	PWM（WS2812）、编码器

主要区别：

TIMG：通用定时器，支持基本定时、PWM 输出、输入捕获
TIMA：高级定时器，在 TIMG 基础上增加死区插入、故障检测、互补输出、正交编码器接口等功能

天巧星板载占用

TIMA1 CCP0（PB26）— WS2812 RGB LED
TIMG6 CCP1（PB27）— 蜂鸣器 PWM
TIMG8 CCP0/CCP1（PA29/PA30）— 旋转编码器 QEI

选择定时器时注意避开已被板载外设占用的通道。

6.3 SysConfig 配置定时器周期中断

本实验使用 TIMG0 配置 500ms 周期中断，在中断中翻转 LED。

6.3.1 添加定时器

打开 .syscfg 文件
左侧面板找到 TIMER 选项卡
点击 ADD 添加一个 Timer 实例

6.3.2 配置参数

参数	设置值	说明
Name	`TIMER_0`	实例名称
Timer Module	`TIMG0`	选择 TIMG0
Timer Mode	`Periodic`	周期模式（自动重载）
Timer Clock Source	`BUSCLK`	使用总线时钟（32MHz）
Timer Clock Prescaler	`32`	预分频 32（计数频率 = 1MHz）
Timer Period	`500000`	计数 500000 次 = 500ms
Interrupt Enable	`Enable`	使能溢出中断

定时时间计算验证

时钟源：BUSCLK = 32MHz
预分频后计数频率：32MHz ÷ 32 = 1MHz（每计一次 = 1μs）
重载值 500000：500000 × 1μs = 500ms ✓

如果需要 1 秒定时：将 Timer Period 改为 1000000。如果需要 100ms 定时：将 Timer Period 改为 100000。

6.3.3 同时配置 LED GPIO

确保 .syscfg 中已配置 PB22 GPIO 输出（参照第 2 章 LED 配置）。

保存并编译。

6.4 定时器中断实验

6.4.1 LED 定时翻转

#include "ti_msp_dl_config.h"

int main(void)
{
    SYSCFG_DL_init();

    // 使能 TIMG0 中断
    NVIC_EnableIRQ(TIMER_0_INST_INT_IRQN);

    // 启动定时器
    DL_TimerG_startCounter(TIMER_0_INST);

    while (1) {
        // 主循环空闲，LED 翻转由定时器中断完成
        __WFI();
    }
}

// TIMG0 中断服务函数
void TIMG0_IRQHandler(void)
{
    switch (DL_TimerG_getPendingInterrupt(TIMER_0_INST)) {
        case DL_TIMER_IIDX_ZERO:
            // 定时器计数到零（周期到达），翻转 LED
            DL_GPIO_togglePins(GPIO_LED_PORT, GPIO_LED_PIN_PIN);
            break;
        default:
            break;
    }
}

代码说明

DL_TimerG_startCounter(TIMER_0_INST)

启动定时器计数。SysConfig 的 SYSCFG_DL_init() 只完成定时器的参数配置，并不会自动启动计数，需要手动调用 start 函数。

DL_TIMER_IIDX_ZERO

定时器向下计数到零时的中断标志。在周期模式下，计数器到零后自动重载继续计数，每个周期触发一次此中断。

TIMG0_IRQHandler

TIMG0 的中断服务函数名（固定，不可修改）。SysConfig 生成的宏 TIMER_0_INST_INT_IRQN 对应此中断号。

6.4.2 编译下载验证

编译下载后，LED 以精确的 500ms 间隔闪烁——不受主循环中其他代码的影响。即使在 while(1) 中加入其他耗时操作，LED 闪烁频率不变。

6.5 定时器驱动多任务

定时器中断的真正价值在于：CPU 不被延时阻塞，可以同时处理多个任务。

以下示例展示：定时器中断翻转 LED，主循环同时通过串口发送数据。

#include "ti_msp_dl_config.h"
#include <stdio.h>

volatile uint32_t tick_count = 0;  // 中断计数器

void uart_send_string(const char *str)
{
    while (*str) {
        while (DL_UART_Main_isBusy(UART_0_INST));
        DL_UART_Main_transmitData(UART_0_INST, *str++);
    }
}

int main(void)
{
    SYSCFG_DL_init();

    NVIC_EnableIRQ(TIMER_0_INST_INT_IRQN);
    NVIC_EnableIRQ(UART_0_INT_IRQN);
    DL_TimerG_startCounter(TIMER_0_INST);

    char buf[32];

    while (1) {
        // 主循环每 2 秒通过串口报告定时器中断次数
        sprintf(buf, "Tick: %lu\r\n", tick_count);
        uart_send_string(buf);
        delay_cycles(64000000);  // 约 2 秒延时
    }
}

void TIMG0_IRQHandler(void)
{
    switch (DL_TimerG_getPendingInterrupt(TIMER_0_INST)) {
        case DL_TIMER_IIDX_ZERO:
            DL_GPIO_togglePins(GPIO_LED_PORT, GPIO_LED_PIN_PIN);
            tick_count++;
            break;
        default:
            break;
    }
}

运行结果：LED 精确 500ms 闪烁不受影响，同时串口每 2 秒输出一次当前 tick 计数值。

6.6 定时器常用函数

函数	功能
`DL_TimerG_startCounter(inst)`	启动定时器计数
`DL_TimerG_stopCounter(inst)`	停止定时器计数
`DL_TimerG_getTimerCount(inst)`	读取当前计数值
`DL_TimerG_getPendingInterrupt(inst)`	获取挂起中断类型并清除标志
`DL_TimerG_setTimerCount(inst, val)`	设置计数器初始值

注意事项

定时器启动前确保 SYSCFG_DL_init() 已执行完成
修改定时器参数（周期、预分频）应在停止状态下进行
16-bit 定时器最大计数值为 65535，如果预分频后仍不够长，使用 32-bit 的 TIMG8
volatile 修饰 ISR 中修改的全局变量

6.7 定时周期快速参考

以下为 32MHz 时钟源、不同预分频下可实现的定时范围（16-bit 定时器，最大 65535）：

预分频	计数频率	最小定时	最大定时
1	32MHz	31.25ns	2.048ms
8	4MHz	250ns	16.384ms
32	1MHz	1μs	65.535ms
128	250kHz	4μs	262.14ms
256	125kHz	8μs	524.28ms

如果需要更长的定时（如 1 秒），有两种方式：

使用 32-bit 定时器 TIMG8（最大计数 4294967295）
在中断中用软件计数器累加（如 500ms 中断 × 2 次 = 1 秒）

掌握了定时器后，你已经拥有了精确的时间控制能力。下一章将学习 PWM 输出，利用定时器的捕获/比较功能生成可控的方波信号。

电赛TI：简易PID入门项目

显示类

传感器类

无线通信类

控制类

6. 定时器 ​

6.1 定时器基本概念 ​

定时器核心参数 ​

定时器工作流程 ​

三种计数模式 ​

定时时间计算 ​

6.2 MSPM0G3519 定时器资源 ​

通用定时器（TIMG） ​

高级控制定时器（TIMA） ​

6.3 SysConfig 配置定时器周期中断 ​

6.3.1 添加定时器 ​

6.3.2 配置参数 ​

6.3.3 同时配置 LED GPIO ​

6.4 定时器中断实验 ​

6.4.1 LED 定时翻转 ​

6.4.2 编译下载验证 ​

6.5 定时器驱动多任务 ​

6.6 定时器常用函数 ​

6.7 定时周期快速参考 ​

6. 定时器

6.1 定时器基本概念

定时器核心参数

定时器工作流程

三种计数模式

定时时间计算

6.2 MSPM0G3519 定时器资源

通用定时器（TIMG）

高级控制定时器（TIMA）

6.3 SysConfig 配置定时器周期中断

6.3.1 添加定时器

6.3.2 配置参数

6.3.3 同时配置 LED GPIO

6.4 定时器中断实验

6.4.1 LED 定时翻转

6.4.2 编译下载验证

6.5 定时器驱动多任务

6.6 定时器常用函数

6.7 定时周期快速参考