嵌入式系统的 Timer(定时器)是一种基础且重要的硬件资源,常用于实现实时性和周期性的任务处理、时间间隔测量以及触发特定事件等功能。
基本原理
嵌入式定时器通常是一个可编程的硬件模块,它内部有一个递增或递减的计数器。计数器可以从某个预设值开始,按照系统时钟的频率进行计数。当计数器达到某个阈值时,会产生一个中断请求或者更新某个状态标志位,以此来通知处理器发生了定时事件。
工作模式
定时器模式:设置一个定时时长后,当计数器到达该时长时触发中断或改变输出状态,可用于软件延时、定期执行任务等场景。
计数器模式:用于记录外部事件发生的次数,如检测脉冲宽度、频率等。
PWM(脉宽调制)模式:高级定时器往往支持生成不同占空比的PWM信号,这对于驱动电机、LED亮度调节等应用至关重要。
主要特点
预装载特性:许多定时器具备预装载寄存器,可以在计数器达到设定值后自动重载初值,实现循环计数或连续定时。
分频功能:可以通过内部分频器调整定时器的工作频率,以适应更广泛的时间范围需求。
中断能力:当计数器溢出或达到预定义条件时,能够产生中断请求,使得处理器可以及时响应并执行相应服务程序。
应用场景
任务调度:在RTOS(实时操作系统)中,定时器可以用来实现任务间的定时切换。
心跳检测:作为系统健康检查的一部分,定时器可以用来监测系统是否正常运行。
延迟操作:在嵌入式系统编程中,定时器可以创建延时函数,便于程序等待一定时间后再继续执行。
精确计时:用于测量时间间隔、周期性采集数据或控制周期性动作等。
配置方法 使用定时器前,开发者通常需要对定时器进行初始化配置,包括设置工作模式、预装载值、分频系数、中断使能等参数。这些配置通常通过写入定时器的控制寄存器来完成。
简而言之,嵌入式定时器是一个灵活且强大的工具,是实现嵌入式系统时间管理和实时性能的关键组件之一。