# HWTIMER 驱动 基于 lisa_device 框架的硬件定时器设备驱动,为 ARCS 平台提供统一的硬件定时器操作接口。 ## 功能特性 - **设备支持**: 支持三种硬件定时器 - GPT Timer: 8通道高性能定时器 - AON Timer: 1通道低功耗定时器 - Dual Timer: 2通道通用定时器 - **工作模式**: 支持单次触发和周期触发模式 - **灵活频率**: 支持多种预分频配置 - **中断回调**: 支持定时器超时回调机制 - **计数查询**: 支持实时读取当前计数值 ## 配置选项 在 `prj.conf` 中启用驱动: ```kconfig CONFIG_LISA_HWTIMER_DEVICE=y # 启用 GPT Timer (8通道) CONFIG_LISA_HWTIMER_ARCS_GPT_TIMER=y # 启用 AON Timer (1通道低功耗) CONFIG_LISA_HWTIMER_ARCS_AON_TIMER=y # 时钟源选择(二选一): # CONFIG_LISA_HWTIMER_ARCS_AON_TIMER_CLK_RC32K=y # 内部RC32K时钟源(默认,精度较低,通过lisa_hwtimer_get_capabilities动态获取频率) # CONFIG_LISA_HWTIMER_ARCS_AON_TIMER_CLK_XO32K=y # 外接32K晶振(典型值32768Hz,精度更高) # 启用 Dual Timer (2通道) CONFIG_LISA_HWTIMER_ARCS_DUAL_TIMER=y ``` 根据需要选择启用不同的定时器设备。 ## API 接口 ### 获取硬件能力 ```c int lisa_hwtimer_get_capabilities(lisa_device_t *dev, lisa_hwtimer_capabilities_t *caps); ``` ### 频率控制 ```c int lisa_hwtimer_set_frequency(lisa_device_t *dev, uint8_t channel, uint32_t freq_hz); ``` ### 定时器控制 ```c int lisa_hwtimer_start(lisa_device_t *dev, uint8_t channel, uint32_t count, lisa_hwtimer_mode_t mode); int lisa_hwtimer_stop(lisa_device_t *dev, uint8_t channel); int lisa_hwtimer_reset(lisa_device_t *dev, uint8_t channel); int lisa_hwtimer_get_value(lisa_device_t *dev, uint8_t channel, uint32_t *count); ``` ### 回调管理 ```c int lisa_hwtimer_set_callback(lisa_device_t *dev, uint8_t channel, lisa_hwtimer_callback_t callback, void *user_data); ``` ## 使用示例 ### 基本定时器使用 (GPT Timer) ```c #include "lisa_hwtimer.h" // 定时器超时回调函数 void timer_timeout_callback(void *user_data) { // 定时器超时处理逻辑(在中断上下文中执行) printf("Timer timeout!\n"); } // 获取 GPT Timer 设备 lisa_device_t *timer = lisa_device_get("gpt_timer"); if (!timer) { return -1; } // 查询定时器能力 lisa_hwtimer_capabilities_t caps; lisa_hwtimer_get_capabilities(timer, &caps); printf("Timer has %d channels\n", caps.channel_count); // 设置通道 0 的频率为 1MHz lisa_hwtimer_set_frequency(timer, 0, 1000000); // 注册超时回调 lisa_hwtimer_set_callback(timer, 0, timer_timeout_callback, NULL); // 启动单次定时器: 1000 counts @ 1MHz = 1ms lisa_hwtimer_start(timer, 0, 1000, LISA_HWTIMER_MODE_ONESHOT); // 或使用便捷宏 LISA_HWTIMER_START_ONESHOT(timer, 0, 1000); ``` ### 周期定时器使用 ```c // 设置频率为 10MHz lisa_hwtimer_set_frequency(timer, 1, 10000000); // 注册回调 lisa_hwtimer_set_callback(timer, 1, timer_timeout_callback, NULL); // 启动周期定时器: 10000 counts @ 10MHz = 1ms, 周期触发 lisa_hwtimer_start(timer, 1, 10000, LISA_HWTIMER_MODE_PERIODIC); // 或使用便捷宏 LISA_HWTIMER_START_PERIODIC(timer, 1, 10000); // 稍后停止定时器 lisa_hwtimer_stop(timer, 1); ``` ### 低功耗定时器使用 (AON Timer) ```c // 获取 AON Timer 设备 lisa_device_t *aon_timer = lisa_device_get("aon_timer"); if (!aon_timer) { return -1; } // 获取 AON Timer 能力,查询实际频率 lisa_hwtimer_capabilities_t caps; lisa_hwtimer_get_capabilities(aon_timer, &caps); uint32_t aon_freq = caps.max_freq_hz; // RC32K: 动态获取, XO32K: 固定32768Hz // AON Timer 只有1个通道(通道0), 频率由时钟源决定，并且内部也不支持分频 lisa_hwtimer_set_frequency(aon_timer, 0, aon_freq); // 注册回调 lisa_hwtimer_set_callback(aon_timer, 0, timer_timeout_callback, NULL); // 启动周期定时器: aon_freq counts @ aon_freq Hz = 1秒 lisa_hwtimer_start(aon_timer, 0, aon_freq, LISA_HWTIMER_MODE_PERIODIC); ``` ### 读取定时器计数值 ```c // 启动定时器后,可以随时读取当前计数值 uint32_t current_count; lisa_hwtimer_get_value(timer, 0, ¤t_count); // 计算已经过的时间 // 已过时间(秒) = (初始count - 当前count) / 频率(Hz) ``` ### 重置定时器 ```c // 重置定时器计数值到初始状态(部分定时器支持) int ret = lisa_hwtimer_reset(timer, 0); if (ret == LISA_DEVICE_ERR_NOT_SUPPORT) { // 该定时器不支持重置操作 } ``` ## 定时器类型对比 | 特性 | GPT Timer | AON Timer | Dual Timer | |------|-----------|-----------|------------| | **通道数** | 8 | 1 | 2 | | **计数器位数** | 32位 | 24位 | 32位 | | **时钟源** | 100MHz | RC32K/XO32K | 16kHz | | **支持分频** | 1/2/4/8/16/32/64/128 | 固定 | 1/16/256 | | **频率范围** | 781.25kHz-100MHz | ~32.768kHz | 62Hz-16kHz | | **时钟精度** | 高 | RC32K:低, XO32K:高 | 中 | | **功耗** | 正常 | 低功耗 | 正常 | | **适用场景** | 高精度定时 | 低功耗应用 | 通用定时 | ## 定时器模式 - `LISA_HWTIMER_MODE_ONESHOT` - 单次触发模式 - 定时器触发一次后自动停止 - 适用于延时、超时等场景 - `LISA_HWTIMER_MODE_PERIODIC` - 周期触发模式 - 定时器持续周期触发直到手动停止 - 适用于周期性任务、心跳等场景 ## 频率配置说明 ### GPT Timer 频率配置 GPT Timer 基准时钟为 100MHz,支持以下频率: ```c // 支持的频率 (Hz) 100000000 // 100MHz (分频/1) 50000000 // 50MHz (分频/2) 25000000 // 25MHz (分频/4) 12500000 // 12.5MHz (分频/8) 6250000 // 6.25MHz (分频/16) 3125000 // 3.125MHz(分频/32) 1562500 // 1.5625MHz(分频/64) 781250 // 781.25kHz(分频/128) ``` ### AON Timer 频率配置 AON Timer 频率由 Kconfig 配置的时钟源决定: ```c // 使用内部RC32K时钟源 (CONFIG_LISA_HWTIMER_ARCS_AON_TIMER_CLK_RC32K=y, 默认) // 频率通过 CRM_GetSrcFreq(CRM_IpSrcAon32kClk) 动态获取 // 典型值约为 32768Hz, 但可能有偏差 // 使用外部32K晶振 (CONFIG_LISA_HWTIMER_ARCS_AON_TIMER_CLK_XO32K=y) 32768 // 固定 32.768kHz (精度高, 需要外部晶振硬件支持) ``` **时钟源选择建议:** - **RC32K**: 无需外部晶振, 功耗更低, 但精度较差, 适用于对时间精度要求不高的场景 - **XO32K**: 需要外部32K晶振, 精度高, 适用于需要精确计时的场景 ### Dual Timer 频率配置 Dual Timer 基准时钟为 16kHz,支持以下频率: ```c // 支持的频率 (Hz) 16000 // 16kHz (分频/1) 1000 // 1kHz (分频/16) 62 // 62Hz (分频/256) ``` ## 定时时间计算 定时器的实际定时时间通过以下公式计算: ``` 定时时间(秒) = count / 频率(Hz) ``` ### 示例计算 **示例1**: GPT Timer 定时 10ms ```c // 方法1: 使用 1MHz 频率 lisa_hwtimer_set_frequency(timer, 0, 1000000); // 1MHz lisa_hwtimer_start(timer, 0, 10000, ...); // 10000/1000000 = 10ms // 方法2: 使用 10MHz 频率 lisa_hwtimer_set_frequency(timer, 0, 10000000); // 10MHz lisa_hwtimer_start(timer, 0, 100000, ...); // 100000/10000000 = 10ms ``` **示例2**: AON Timer 定时 1秒 ```c // 先获取实际频率 lisa_hwtimer_capabilities_t caps; lisa_hwtimer_get_capabilities(aon_timer, &caps); uint32_t freq = caps.max_freq_hz; // RC32K: 动态获取, XO32K: 32768Hz lisa_hwtimer_set_frequency(aon_timer, 0, freq); lisa_hwtimer_start(aon_timer, 0, freq, ...); // freq/freq = 1s ``` **示例3**: Dual Timer 定时 500ms ```c lisa_hwtimer_set_frequency(dual_timer, 0, 1000); // 1kHz lisa_hwtimer_start(dual_timer, 0, 500, ...); // 500/1000 = 0.5s ``` ## 注意事项 1. **通道范围**: - GPT Timer: 0-7 (8个通道) - AON Timer: 0 (1个通道) - Dual Timer: 0-1 (2个通道) 2. **频率限制**: 必须使用硬件支持的预设频率,不支持任意频率 3. **回调上下文**: 超时回调在中断上下文中执行,应保持简短快速 4. **AON Timer 时钟源选择**: - **RC32K**: 内部RC振荡器, 频率动态获取, 精度较低但功耗最低 - **XO32K**: 外部32K晶振, 固定32768Hz, 精度高但需要硬件支持 - 建议在使用前通过 `get_capabilities` 查询实际频率 5. **精度问题**: - AON Timer 使用 RC32K 时钟源时误差较大, 不适合精确计时场景 - GPT Timer 和使用 XO32K 的 AON Timer 精度较高