GD32F4(7):GD32F4定时器使用

只看该作者 · 2023-1-31 00:08

1. 系统环境

系统：win10
IDE: Keil5
开发板：GD32官方开发板GD32F427R-START
GD库版本：GD32F4xx_Firmware_Library_V3.0.0

2. 定时器描述

对于任何的外设，在使用的时候看一下时钟树都是重要的，因此对于定时器的使用，先看gd32f4的时钟树对定时器的描述如下：

从时钟树我们可知，定时器1、2、3、4、5、6、11、12、13是在APB1总线下面，定时器0、7、8、9、10是在APB2总线下面。

只看该作者 · 2023-1-31 00:11

同时在时钟树下面有这样一段关于time的描述：

TIMER时钟由AHB时钟分频获得，它的频率可以等于CK_APBx、CK_APBx的两倍或CK_APBx的四倍。
详细信息请参考RCU_CFG1寄存器的TIMERSEL位。

只看该作者 · 2023-1-31 00:12

既然如此，我们就看看RCU_CFG1寄存器的TIMERSEL位的描述：

可能你看到这一下就懵了，没关系我们先写定时器程序，边写边过来分析，就会恍然大悟。

只看该作者 · 2023-1-31 00:12

3. 定时器程序编写
下面我们实现一个定时器溢出中断，定时器虽然有高级、普通之分，但是那是其它功能(如PWM)，对于定时器溢出中断可以说没区别。因此我们就以定时器1为例来写一个定时器最简单的初始化。

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void timer_init(void)

{

   

        timer_parameter_struct timer_initpara; //定时器结构体 

        rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER1); //开启定时器时钟

    

    rcu_timer_clock_prescaler_config(RCU_TIMER_PSC_MUL4);//配置定时器时钟，这个后面重点说

    

        timer_struct_para_init(&timer_initpara);//将定时器结构体内参数配置成默认参数

    timer_deinit(TIMER1); //复位定时器

    

        //配置TIMER1，时钟为200M/200/1000 = 1k

    timer_initpara.prescaler         = 200-1;//预分频

    timer_initpara.alignedmode       = TIMER_COUNTER_EDGE; //边缘对齐

    timer_initpara.counterdirection  = TIMER_COUNTER_UP; //向上计数方式

    timer_initpara.period            = 1000-1; //计数值

    timer_initpara.clockdivision     = TIMER_CKDIV_DIV1;

    timer_initpara.repetitioncounter = 0; //设置重复计数器值，0表示不重复计数，每次溢出都产生更新事件

    timer_init(TIMER1,&timer_initpara);

    

    timer_auto_reload_shadow_enable(TIMER1);//使能自动重加载

    timer_enable(TIMER1);//使能定时器    

}

只看该作者 · 2023-1-31 00:13

下面我们分析一下函数rcu_timer_clock_prescaler_config,因为它决定了定时器的时钟究竟是多少：

rcu_timer_clock_prescaler_config有一个参数，值为RCU_TIMER_PSC_MUL2或RCU_TIMER_PSC_MUL4，我们对照时钟树详细来说一下参数的意思：

只看该作者 · 2023-1-31 00:14

这个图里面有三部分被红框标识，我们暂时称之上图1、上图2和上图3，后面分析的时候会用到。

只看该作者 · 2023-1-31 00:14

定时器的TIMERSEL寄存器：

看上面时钟树局部图，对于GD32F425来讲，CK_AHB最高可以配置到200M

只看该作者 · 2023-1-31 00:15

因为APBx的分频器(上图1)和定时器的时钟倍频器(上图2)是耦合在一起的，定时器的时钟倍频器不可以单独设置，因此有如下情况，

当函数rcu_timer_clock_prescaler_config参数为RCU_TIMER_PSC_MUL2的时候TIMERSEL的值将被设置为0，此时：

若APBx的分频系数为不分频(上图1)，那么定时器倍频器(上图2)将不倍频，此时CK_TIMERx = CK_AHB，即定时器时钟就是AHB总线时钟。
若APBx的分频系数为2分频(上图1)，那么定时器倍频器(上图2)将进行2倍频，此时依旧CK_TIMERx = CK_AHB，即定时器时钟就是AHB总线时钟。
若APBx设置的分频系数是除不分频、2分频外的其它分频(上图1)，那么定时器倍频器(上图2)将进行2倍频，此时CK_TIMERx = 2 x CK_APBx，即定时器时钟就是APBx总线时钟的2倍，具体多少要看APBx的时钟。

只看该作者 · 2023-1-31 00:20

当函数rcu_timer_clock_prescaler_config参数为RCU_TIMER_PSC_MUL4的时候TIMERSEL的值将被设置为1，此时：

若APBx的分频系数为不分频(上图1)，那么定时器倍频器(上图2)将不倍频，此时CK_TIMERx = CK_AHB，即定时器时钟就是AHB总线时钟。
若APBx的分频系数为2分频(上图1)，那么定时器倍频器(上图2)将进行2倍频，此时依旧CK_TIMERx = CK_AHB，即定时器时钟就是AHB总线时钟。
若APBx的分频系数为4分频(上图1)，那么定时器倍频器(上图2)将进行4倍频，此时依旧CK_TIMERx = CK_AHB，即定时器时钟就是AHB总线时钟。
若APBx设置的分频系数是除不分频、2分频、4分频外的其它分频(上图1)，那么定时器倍频器(上图2)将进行4倍频，此时CK_TIMERx = 4 x CK_APBx，即定时器时钟就是APBx总线时钟的4倍，具体多少要看APBx的时钟。

只看该作者 · 2023-1-31 00:20

现在我们指导，这个定时器的时钟和APBx的分频系数相关，那么我们就看一下在时钟初始化的时候，设置情况：

在system_gd32f4xx.c的system_clock_200m_25m_hxtal(void)函数里面(因为我用的是25m晶振，所以是这个函数),里面有段代码如下：

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/* HXTAL is stable */

/* AHB = SYSCLK */

RCU_CFG0 |= RCU_AHB_CKSYS_DIV1;

/* APB2 = AHB/2 */

RCU_CFG0 |= RCU_APB2_CKAHB_DIV2;

/* APB1 = AHB/4 */

RCU_CFG0 |= RCU_APB1_CKAHB_DIV4;

只看该作者 · 2023-1-31 00:20

现在我们知道，对于我的工程APB1进行了4分频，APB2进行了2分频，那么为了保证挂在APB1总线上的timer1的输入时钟为200M，那么就要选择

rcu_timer_clock_prescaler_config(RCU_TIMER_PSC_MUL4);

只看该作者 · 2023-1-31 00:21

基于其它的设置，就和STM32的定时器基本没有区别了，下面代码prescaler是将定时器的时钟先进行200分频，period是计数周期值为1000一个循环，如下：

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timer_initpara.prescaler         = 200-1;//预分频

timer_initpara.period            = 1000-1; //计数值

只看该作者 · 2023-1-31 00:21

一个完整的代码例子
下面我们将完成一个定时器1毫秒溢出中断的程序，注意我这个的前提的APB1 = AHB/4， AHB = 200M，具体配置请看上面的描述；

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//定时器初始化

void time1_init(void)

{

        

        timer_parameter_struct timer_initpara;//定时器结构体

        

        rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER1);//开启定时器时钟

        //因为APB1是AHB的4分频，因此定时器时钟CK_TIMERx = CK_AHB = 200m

        rcu_timer_clock_prescaler_config(RCU_TIMER_PSC_MUL4);//配置定时器时钟等于CK_AHB

        

        timer_struct_para_init(&timer_initpara);//将定时器结构体内参数配置成默认参数

    timer_deinit(TIMER1); //复位定时器

        

        /* TIMER1 configuration */

        //200M/200/1000 = 1k

    timer_initpara.prescaler         = 200-1;//预分频

    timer_initpara.alignedmode       = TIMER_COUNTER_EDGE; //边缘对齐

    timer_initpara.counterdirection  = TIMER_COUNTER_UP; //向上计数方式

    timer_initpara.period            = 1000-1; //计数值

    timer_initpara.clockdivision     = TIMER_CKDIV_DIV1;

    timer_initpara.repetitioncounter = 0; //每次溢出都产生更新是件

    timer_init(TIMER1,&timer_initpara);



    /* auto-reload preload enable */

    timer_auto_reload_shadow_enable(TIMER1);//使能自动重加载

        

        timer_interrupt_enable(TIMER1,TIMER_INT_UP);//使能溢出中断

        

        nvic_irq_enable(TIMER1_IRQn, 0, 1);//配置中断优先级

        

    /* TIMER1 enable */

    timer_enable(TIMER1);//使能定时器



}



//main函数

int main(void)

{

        nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2);//配置优先级分组        

        timer1_init();

}



//中断函数

void TIMER1_IRQHandler(void)

{

    if(SET == timer_interrupt_flag_get(TIMER1,TIMER_INT_UP)){

        //用户代码

                /* clear TIMER interrupt flag */

                timer_interrupt_flag_clear(TIMER1,TIMER_INT_UP);

    }      

}

只看该作者 · 2023-1-31 00:23

代码简述：

利用rcu_timer_clock_prescaler_config(RCU_TIMER_PSC_MUL4)将定时器时钟CK_TIMERx = CK_AHB = 200m

进入定时器配置，200M首先进行200分频，然后在计数1000次触发一次中断，此时200M/200/1000 = 1k，也就是说定时器中断周期为1k，即中断时间为1ms。

只看该作者 · 2023-1-31 00:24

若需要1秒中断只需要将上面程序中的

timer_initpara.period = 1000-1; //计数值

改为

timer_initpara.period = 1000000-1; //计数值

只看该作者 · 2023-1-31 00:24

注意：我们都知道STM32的timer1的溢出中断是有专门的中断函数的，而GD32的timer0对标的STM32的timer1，因此GD32的timer0也有专门的溢出中断函数，而对于GD32的timer1，所有的中断共用一个TIMER1_IRQHandler函数。也有些定时器好几个定时器共用一个中断函数，在编写的时候这点要注意。