【esp32学习之路7——硬件定时器】

一、概述

ESP32 的定时器分为 2 组，每组 2 个。ESP32 内置 4 个 64-bit 通用定时器。每个定时器包含一个 16-bit 预分频器和一个64-bit 可自动重新加载向上／向下计数器。详情可参考乐鑫文档

二、操作步骤

1、定时器初始化 - 启动定时器前应设置的参数，以及每个设置提供的具体功能。

2、定时器控制 - 如何读取定时器的值，如何暂停/启动定时器以及如何改变定时器的操作方式。

3、警报 - 如何设置和使用警报。

4、处理中断事务- 如何使用中断提供的回调函数。

知识点：
1、赫兹和秒的换算
HZ是频率的单位，是指每秒的周期次数(周期/秒)；秒是时间的单位;f=1/T，T是周期。（其中f是指赫兹，T是指以秒为单位，10HZ即10次/秒）
1 HZ （1秒）1 kHz = 1 000 Hz（1MS） 1 MHz = 1 000 000Hz（1微秒）
2，分频器：分频就是把系统工作频率分频后当做定时器的工作频率；ESP32的输入时钟频率为80MHZ，就是1/80us=0.0125us计数器就会计数加一，如果设置分频系数为80，则1us就会计数加一，分频系数范围是0-65536

三、代码实现

下面用硬件定时器加中断实现一个1SLED的翻转，代码如下：

#include <stdio.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "driver/timer.h"
#include "driver/gpio.h"

#define TIMER_DIVIDER         (16)  //  Hardware timer clock divider
// convert counter value to seconds 80*1 000 000 HZ / 16 = 5 * 1 000 000 HZ
#define TIMER_SCALE           (TIMER_BASE_CLK / TIMER_DIVIDER)  

#define GPIO_NUM_26 26//IO口26
#define GPIO_OUTPUT_PIN_SEL  (1ULL<<GPIO_NUM_26)  // 配置GPIO_OUT位寄存器

__uint8_t led_flag = 0;

void gpio_init(void)
{
    gpio_config_t io_conf;  // 定义一个gpio_config类型的结构体，下面的都算对其进行的配置

    io_conf.intr_type = GPIO_PIN_INTR_DISABLE;  // 禁止中断  
    io_conf.mode = GPIO_MODE_OUTPUT;            // 选择输出模式
    io_conf.pin_bit_mask = GPIO_OUTPUT_PIN_SEL; // 配置GPIO_OUT寄存器
    io_conf.pull_down_en = 0;                   // 禁止下拉
    io_conf.pull_up_en = 0;                     // 禁止上拉

    gpio_config(&io_conf);                      // 最后配置使能
}

void IRAM_ATTR timer_group1_isr(void *para){
	    //获取定时器分组1中的哪一个定时器产生了中断
	    uint32_t timer_intr = timer_group_get_intr_status_in_isr(TIMER_GROUP_1); //仅在ISR中获取中断状态
	    if (timer_intr & TIMER_INTR_T0) {//定时器1分组的0号定时器产生中断
	        /*清除中断状态*/
	        timer_group_clr_intr_status_in_isr(TIMER_GROUP_1, TIMER_0);
	        /*重新使能定时器中断*/
	        timer_group_enable_alarm_in_isr(TIMER_GROUP_1, TIMER_0);//警报一旦触发后，警报将自动关闭，需要重新使能以再次触发
	    }
        /*led交替闪烁，时间为定时器时间1s*/
        if(led_flag==0){
        	led_flag =1;
        	gpio_set_level(GPIO_NUM_26, 0);//打开LED
        }else{
        	led_flag=0;
        	gpio_set_level(GPIO_NUM_26, 1);//关闭LED
        }
}

static void timer_init_test()
{
    //1、定时器初始化
    timer_config_t config = {
//分频器.设置定时器中计数器计数的速度，设置范围在2-65536，这里设置为16，默认的时钟源APB频率为80MHZ，所以定时器的频率为80/16=5MHZ即0.2US来一次脉冲
        .divider = TIMER_DIVIDER,
        .counter_dir = TIMER_COUNT_UP,//模式.向上递增
        .counter_en = TIMER_PAUSE,//暂停计数器计数,调用timer_start时才开始计数
        .alarm_en = TIMER_ALARM_EN,//使能定时器警报,到达计数器设置的值进入中断
        .auto_reload = 1,//设置计数器是否应该在定时器警报上使用自动重载首个计数值，还是继续递增或递减
    }; // default clock source is APB
    timer_init(TIMER_GROUP_1, TIMER_0, &config);//初始化和配置定时器，定时器组0，1中的定时器0,1一共四个定时器

    //2、定时器控制
    timer_set_counter_value(TIMER_GROUP_1, TIMER_0, 0);//指定定时器的首个计数值,写入定时器计数器的值为0
    
    //3、警报
    /* Configure the alarm value and the interrupt on alarm. */
    //MS设置64位警报值,此函数的第三个变量为64位的变量，即此变量为计数器的值5 * 1 000 000HZ * 0.2us = 1 S
    timer_set_alarm_value(TIMER_GROUP_1, TIMER_0, 1 * TIMER_SCALE);
    timer_enable_intr(TIMER_GROUP_1, TIMER_0);//使能定时器中断

    //4、处理中断事务
    timer_isr_register(TIMER_GROUP_1,TIMER_0,
			timer_group1_isr,  //定时器中断回调函数
			(void*)TIMER_0,    //传递给定时器回调函数的参数
			ESP_INTR_FLAG_IRAM, //把中断放到 IRAM 中
			NULL //调用成功以后返回中断函数的地址,一般用不到
    );

    timer_start(TIMER_GROUP_1, TIMER_0);//使能(启动)定时器
}

void app_main(void)
{
    gpio_init();//初始化GPIO

    timer_init_test();

    while (1) {

            vTaskDelay(1000 / portTICK_RATE_MS);
    }
}