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[APM32F0] 将两个16位定时器级联成32位

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 楼主| Peixu 发表于 2023-11-13 15:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
timer, 定时器, 级联, 主从, 计数
本帖最后由 Peixu 于 2023-11-20 18:12 编辑

#申请原创# @21小跑堂

在嵌入式系统开发中，时间管理是至关重要的。定时器在这方面扮演着关键角色，用于测量时间间隔、生成脉冲、控制任务执行周期等。
某些系列不具有32位计时器，自带的定时器均为16位。所以常常使用16位定时器来完成这些任务。然而，在某些情况下，当你需要进行某些同时需要精度与时长的计时内容时，16位计时器并不够用。
在这种情况下，将两个16位定时器级联成一个32位定时器就显得尤为重要。
目前使用的是一颗ARM Cortex-M0+内核的APM32F003是一款广泛应用于嵌入式系统中的低功耗、高性能的微控制器核心。
包含 2 个16bit高级控制定时器(TMR1 和 TMR1A)、1 个16bit通用定时器(TMR2)、1 个8bit基本型定时器(TMR4)、2 个看门狗定时器、1 个系统滴答定时器和 1 个自动唤醒定时器。
接下来将介绍如何使用APM32F003的两个16位定时器，将它们级联起来，实现一个功能强大的32位定时器。
1. 选择和初始化定时器
一般微控制器通常具有多个定时器，我们需要选择两个可用的16位定时器并对它们进行初始化。这中间会涉及到设置时钟源、计数模式、中断使能等。请参考微控制器手册以获取特定寄存器的详细信息。
2. 配置级联模式
在级联模式下，一个定时器被设置为主定时器（例如定时器2），另一个被设置为从定时器（例如定时器1）。主定时器的计数器溢出会触发一个中断，在该中断服务程序中，更新从定时器的计数器。
3. 中断服务程序设计
设计主定时器的中断服务程序，以处理主定时器计数器溢出。在这个中断服务程序中，更新从定时器的计数器，可以是递增、清零或其他需求的操作。
4. 计算32位定时器的值
在主程序中，可以在循环中读取定时器1和定时器2的值。通过位操作（如位移和逻辑或操作），将这两个16位计数器的值合并成一个32位的计时值。
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  1. temp = TMR1_ReadCounter(TMR1);
    

  2. temp <<= 16;
    

  3. temp |= TMR2_ReadCounter();
5. 测试和验证
对32位定时器进行全面的测试，包括检查溢出情况、正确性、稳定性等。确保它按照预期工作，并满足你的应用需求。

APM32F003这个主频可以跑48Mhz 以我们的48M主频不分频直接计数为例：
那么计数单位时间为：
f698154c0076bfc4489a01662395a44a
16bit 的定时器是2的16次方 = 65535 ，那么最大计时时间为：
47f1bf6e0e2ad417a7273940a491b1db
16bit = 1.36ms
32bit = 89.4s
对于某些毫秒级高精度计时来说，使用32位定时器还是很有必要的。
使用TMR1 和TMR2级联。
原理：
设置TMR2为主定时器，TMR1从为定时器。
6d0f34e26fe37da5421b3430b7cf0316
在定时器互连中可以：
将一个定时器作为另一个寄存器的预分频器
用一个定时器的使能信号启动另一个寄存器
用一个定时器的更新事件启动另一个寄存器
用一个定时器的使能选通另一个定时器
用一个外部触发同步两个定时器
将TMR2级联到TMR1 的后面，当TMR2出现 “溢出 更新事件” 的时候，TMR1就自动计数一次 软读出。
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  1. void TMR2Init(void)
    

  2. {
    

  3.      /**  Divider = 0x00, counter = 0xFFFF  */
    

  4.     TMR2_ConfigTimerBase(0x00, 0XFFFF);
    

  5.     /**  Master mode Configuration  */
    

  6.     TMR2_ConfigMasterMode(TMR2_MASTER_MODE_UPDATE);
    

  7.      /**  Enable TMR2 Master mode  */
    

  8.     TMR2_EnableMasterMode();
    

  9.      /**  Enable TMR2  */
    

  10.     TMR2_Enable();
    

  11. }
复制
  1. void TMR1Init(void)
    

  2. {
    

  3.     TMR1_TimeBaseConfig_T timeBaseConfig;
    

  4.     /** Up-counter */
    

  5.     timeBaseConfig.cntMode = TMR1_CNT_MODE_UP;
    

  6.     /** Set divider */
    

  7.     timeBaseConfig.divider = 0;
    

  8.     /** Repetition counter = 0x0 */
    

  9.     timeBaseConfig.repetitionCount = 0X0;
    

  10.     /** specifies the counter */
    

  11.     timeBaseConfig.count = 0xFFFF;
    

  12.     TMR1_ConfigTimerBase(TMR1, &timeBaseConfig);
    

  13.     /** The update event is selected as trigger Input */
    

  14.     TMR1_ConfigInputTrigger(TMR1,TMR1_ITC_TMR2);
    

  15.     /**  Set TMR1 Slave mode  */
    

  16.     TMR1_ConfigSlaveMode(TMR1,TMR1_SLAVE_MODE_EXTERNAL1);
    

  17.     /**  Enable TMR1  */
    

  18.     TMR1_Enable(TMR1);
    

  19. }

需要注意TMR2初始化要在TMR1前面， 因为TMR2是主定时器。
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  1. int main(void)
    

  2. {
    

  3.     USARTInit();  
    

  4.     TMR2Init();    // TMR2 is Master and needs to be before TMR1 
    

  5.     TMR1Init();
    

  6.     uint32_t temp = 0;
    

  7.     while(1)
    

  8.     {
    

  9.         temp = TMR1_ReadCounter(TMR1);
    

  10.         temp <<= 16;
    

  11.         temp |= TMR2_ReadCounter();
    

  12.         printf("Count Value: 0x%8x\r\n",temp);
    

  13.     }
    

  14. }

通过以上步骤，已经成功地使用了两个16位定时器，将它们级联成一个32位定时器。




APM32F003_timer (cascade mode) 32bit.zip

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呐咯密密 发表于 2023-11-13 16:47 | 显示全部楼层
定时器的级联真的香，可以做太多事了
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yangxiaor520 发表于 2023-11-14 08:16 来自手机 | 显示全部楼层
简单来说就是两个计数器想加。
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mcu5i51 发表于 2023-11-14 10:24 | 显示全部楼层
溢出时用中断处理高位，不是省了一个计数器了么，而且可以更多位
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 楼主| Peixu 发表于 2023-11-20 18:14 | 显示全部楼层
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 楼主| Peixu 发表于 2023-11-20 18:15 | 显示全部楼层
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