定时器资源

CC2530 有四个定时器 TIM1~TIM4 和休眠定时器

TIM1

定时器 1 是一个独立的 16 位定时器，支持典型的定时 / 计数功能，比如输入捕获，输出比较和 PWM 功能。定时器有五个独立的捕获 / 比较通道。每个通道定时器使用一个 I/O 引脚。定时器用于范围广泛的控制和测量应用，可用的五个通道的正计数 / 倒计数模式将允许诸如电机控制应用的实现

  • 五个捕获 / 比较通道
  • 上升沿、下降沿或任何边沿的输入捕获
  • 设置、清除或切换输出比较
  • 自由运行、模或正计数 / 倒计数操作
  • 可被 1，8，32 或 128 整除的时钟分频器
  • 在每个捕获 / 比较和最终计数上生成中断请求
  • DMA 触发功能

TIM3 和 TIM4

定时器 3 和 4 是两个 8 位的定时器。每个定时器有两个独立的比较通道，每个通道上使用一个 I/O 引脚。

  • 两个捕获 / 比较通道
  • 设置、清除或切换输出比较
  • 时钟分频器，可以被 1，2，4，8，16，32，64，128 整除
  • 在每次捕获 / 比较和最终计数事件发生时产生中断请求
  • DMA 触发功能

TIM2 和休眠定时器

定时器 2 主要用于为 802.15.4 CSMA-CA 算法提供定时，以及为 802.15.4 MAC 层提供一般的计时功能。当定时器 2 和休眠定时器一起使用时， 即使系统进入低功耗模式也会提供定时功能。定时器运行在 CLKCONSTA.CLKSPD 指明的速度上。如果定时器 2 和睡眠定时器一起使用，时钟速度必须设置为 32 MHz，且必须使用一个外部 32 kHz XOSC 获得精确结果。

  • 16 位定时器正计数提供的符号 / 帧周期，例如：16μs/320μs
  • 可变周期可精确到 31.25ns
  • 2×16 位定时器比较功能
  • 24 位溢出计数
  • 2×24 位溢出计数比较功能
  • 帧首定界符捕捉功能
  • 定时器启动 / 停止同步于外部 32kHz 时钟以及由睡眼定时器提供定时
  • 比较和溢出产生中断
  • 具有 DMA 触发功能
  • 通过引入延迟可调整定时器值

定时器触发方式

基础知识

定时器基础理论

（1）系统时钟频率
时钟发生器会以恒定的时间间隔产生脉冲，这个间歇性的脉冲可以形象理解为芯片的心跳，时钟频率则是用来描述这个心跳的速率。大家通常用 1s 内时钟发生器产生的脉冲数量来描述时钟频率，例如 “时钟频率 10 MHz” 表示 1s 内的心跳次数为 10 000 000 次。CC2530 有两种时钟频率可供开发者使用：32MHz 和 16MHz。

（2）分频系数
分频是指将时钟频率降低为原来的 1/N，也称为 N 分频。比如当时钟频率是 16MHz 的时候，那么 2 分频是 8MHz。分频系数则是用 1/N 来表示，比如 2 分频的分频系数为：1/2。

（3）系统时钟周期
周期和频率的关系可以用公式表示： T = 1 /f，其中 T 为时钟周期，f 为时钟频率。时钟周期和时钟频率成倒数关系。举个例子说明一下，时钟频率为 16MHz 时表示在 1s 内时钟发生器可以产生 16 000 000 个脉冲，而时钟周期则可以表示产生一个脉冲所需要的时间，即 1 / 160 000 00s。

（4）计数器
计数器是定时器的核心，用于记录时钟发生器产生的脉冲数量。由于脉冲的时钟周期是恒定的，因此计算定时时间的公式是：t=nT，其中 t 为定时时间，n 为计数次数，T 为时钟周期

（5）溢出
由于计数器的范围是有限的，当计数次数超过最大值时就会产生溢出。例如当计数器的大小是 16 位时，那么计数范围是 0~65535，因此计数次数超过 65535 后计数器就会产生溢出。在产生溢出后，计算器的值会从最大值变为 0。

定时原理

利用公式对频率和周期的关系作进一步的解释。我们利用 f 表示时钟频率，T 来表示时钟周期，那么可以用此关系式来表示它们的关系：

  • T = 1 / f （1）

我们计时 t 秒后，假设此时计数器从 0 开始计数了 N 次（假设此时计数器没有溢出）。前面已经讲解过，时钟周期 T 表示心跳 1 次所需要时间，因此 t 与 N 的关系如下：

  • t = N × T （2）

接着，我们可以推导出：

  • N = t / T （3）

CC2530 的默认系统时钟频率是 16MHz（16000000Hz），其定时器 1 使用 128 分频，因此定时器的时钟频率是 16000000 / 128 Hz。

  • 根据公式（1）T = 1 /f 可以算出定时器 1 时钟周期为 T = 128/16000000 秒。
  • 在定时 5 秒的情况下（即 t=5 秒），根据公式（2）N = t / T，计数器的计数值 N = 5 / (128/16000000) = 625000。

处理溢出

当定时器溢出时会发生中断，此时寄存器 IRCON 的 Bit1 位会由原先的 0 被设置为 1，因此我们只需要检测这个标志位即可判断是否发生了溢出，定时器 1 是一个 16 位定时器，每溢出一次计数 65536 次，所以定时 5 秒后将会溢出： 625000 / 65536 = 9.54，取整数，即 9 次。反过来，如果溢出了 9 次，我们可以大约第认为时间过了 5 秒。

查询触发（以 TIM1 为例）

实现代码

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#include<iocc2530.h>

void initTimer1(void);

void main()
{
    P1SEL &= ~0x01;//P1_0设置为通用I/O口
    P1DIR |= 0X01;//配置P1_0位输出
    
	initTimer1();
    while(1){
        if (!(IRCON & 0x02)) continue; // Timer1 interrupt not pending
        
        IRCON &= ~(0x02); // Clear timer1 interrupt flag
        
        if (++Counter < 9) continue;  // ~5 second
        
        else Counter = 0;
        
        P1_0 = ~ P1_0;
    };
}

static void initTimer1(void)
{
  T1CTL = 0x0D; // Tick frequency/128, 
                // Free-running, repeatedly count from 0x0000 to 0xFFFF

  T1STAT= 0x21; // T1 counter-overflow interrupt flag, writing a 1 has no effect.
                // T1 channel 0 interrupt flag, writing a 1 has no effect.
}

相关寄存器

T1CTL 定时器 1 控制寄存器

image-20231014201132513

T1STAT 定时器 1 状态寄存器

image-20231014201147911

中断标志寄存器

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中断触发（以 TIM3 为例）

实现代码

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#include<iocc2530.h>
#include <stdio.h>
#include"74LS164_8LED.h"

int counter_g = 0;
int i = 0;
void Delay()
{
    int y,x;
    
    for(y=1000;y>0;y--)
      for(x=30;x>0;x--);
}

void initTimer3(void)
{
    T3CTL = 0xE8;//128分频 溢出中断屏蔽开

    T3IE = 1;	   // 定时器3中断使能
    EA = 1;	       // 中断总允许

    T3CTL |= 0x10; // 开启中断
}

void main(){
    initTimer3();
    P1SEL &= ~0x01;//P1_0设置为通用I/O口
    P1DIR |= 0X01;//配置P1_0位输出

   while(1);
}

/*
 *  Timer3 interrupt service function 
 */
#pragma vector = T3_VECTOR
__interrupt void Timer3_ISR(void)
{
    // ~5s
    if (++counter_g == 2441) {
        counter_g = 0;
        i++;
        if(i > 10) i = 0;
        P1_0 = ~ P1_0;
    }
}

相关寄存器

T3CTL 定时器 3 控制寄存器

image-20231014202000375

定时器 3 中断使能

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