GD32F4定时器：利用溢出中断实现定时

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GD32F4定时器：利用溢出中断实现定时

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：
在这里插入图片描述

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。

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。

既然如此，我们就看看RCU_CFG1寄存器的TIMERSEL位的描述：
在这里插入图片描述

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。

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。

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    
}

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：
在这里插入图片描述

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。

定时器的TIMERSEL寄存器：
在这里插入图片描述

看上面时钟树局部图，对于GD32F425来讲，CK_AHB最高可以配置到200M，方法请参考我的另一篇文章。

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。

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。

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：

/* 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;

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);。

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：

timer_initpara.prescaler         = 200-1;//预分频
timer_initpara.period            = 1000-1; //计数值

4. 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；

//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);
    }      
}

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。

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

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。