STM32F407VET6 底层驱动之定时器寄存器封装

　　因为在项目中引入了操作系统，所以使用定时器的地方不多，因此这里只用了三个定时器，每个定时器可以注册十个任务。

1、定时器封装接口如下：

　　a、定时器初始化：unsigned int tim_init(eTimType_t tim, unsigned short interval, unsigned char prio)

　　b、定时器禁能：unsigned int tim_stop(eTimType_t tim)

　　c、定时器重新开始计时：unsigned int tim_restart(eTimType_t tim)

　　d、定时器任务注册：unsigned int tim_task_append(void (*pfunc)(void *), const void *parg, unsigned int interval, eTimType_t tim)

　　e、定时器任务删除：unsigned int tim_task_delete(void (*pfunc)(void *), eTimType_t tim)

　　f、定时器任务禁能：unsigned int tim_task_stop(void (*pfunc)(void *), eTimType_t tim)

　　g、定时器任务使能：unsigned int tim_task_start(void (*pfunc)(void *), eTimType_t tim)

2、定时器模块对外开放的枚举类型如下：

// 定时器类型
typedef enum _eTimType
{
　　 eTIM2,
 　　eTIM3,
　　 eTIM4,
　　 eTIM_COUNT, // 注：这不是定时器类型，不可删除，仅用做数量统计
}eTimType_t;

#define TIM_TASK_COUNT ((unsigned char)10) // 每个定时器支持的任务个数

3、定时器模块代码实现如下：

// 定时器任务数据结构
#pragma pack(push, 1)
typedef struct _sTimTaskList
{
 　　bool enable; // 任务使能标志位
 　　unsigned int task_count; // 定时任务计数器
 　　unsigned int tim_interval; // 定时中断时间间隔，单位：微秒
　　 unsigned int task_interval; // 定时任务执行时间间隔，单位：毫秒
 　　void (*pCallBack)(void *); // 定时器回调函数指针
 　　void *parg; // 定时器回调函数形参
}sTimTaskList_t;
#pragma pack(pop)

// 定时器任务链表(STM32F407最多支持8个定时器)
static sTimTaskList_t sTimTaskList[eTIM_COUNT][TIM_TASK_COUNT] = {0};

/********************************************************
 * 函数功能：定时器中断优先级设置(组4)，注意优先级不能超过设
            定的组的范围否则会有意想不到的错误。组划分如下：
       组0:0位抢占优先级,4位响应优先级
       组1:1位抢占优先级,3位响应优先级
       组2:2位抢占优先级,2位响应优先级
       组3:3位抢占优先级,1位响应优先级
       组4:4位抢占优先级,0位响应优先级
   抢占优先级和响应优先级的数值越小，优先级越高，处理器优
   先比较抢占优先级然后再看响应优先级。
 * 形    参：prio：抢占优先级（分组4的响应优先级固定为0）
    channel：中断通道
 * 返 回 值：无
 ********************************************************/
static void tim_nvic_set(unsigned char prio, unsigned char channel)
{
// unsigned int temp, temp1;
 
　　 // 设置分组
　　 unsigned char nvic_group = 4; // 0 - 4
// temp1 = (~nvic_group) & 0x07; // 取后三位
// temp1 = temp1 << 8;
// temp = SCB->AIRCR;  // 读取先前的设置
// temp &= 0x0000F8FF; // 清空先前分组
// temp |= 0x05FA0000; // 写入钥匙
// temp |= temp1;
// SCB->AIRCR = temp; // 设置分组

 

　　 // 设置NVIC
　　 unsigned int temp;
　　 unsigned char sub_prio = 0; // 分组4的响应优先级固定为0
 
　　 // 注：优先级的设置必须要大于configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY
 　　// 否则不能在中断服务函数中调用FreeRTOS相关的API函数
　　 if(prio <= 5)
　　 {
　　　　  prio = 6;
　　 }
 　　else if(prio > 15)
　　 {
  　　　　prio = 15;
 　　}
 
　　 temp = prio << (4 - nvic_group);
　　 temp |= sub_prio & (0x0F >> nvic_group);
 　　temp = temp & 0xF; // 取低四位
 　　NVIC->ISER[channel >> 5] |= 1 << (channel % 32); // 使能中断位(要清除的话,设置ICER对应位为1即可)
 　　NVIC->IP[channel] |= temp << 4; // 设置响应优先级和抢断优先级
}

/********************************************************
 * 函数功能：定时器初始化(初始化完成后定时器自动启动，重复初始化会将该定时器下的所有任务清空)
 * 形    参：tim：指定定时器(定时器时钟频率1MHz，递增计数模式)
             interval：定时器中断时间间隔，单位：微秒
             prio：中断优先级（范围：6 - 15，数值越小优先级越高）
 * 返 回 值：0=成功
             1=定时器类型错误
             2=定时周期错误
 ********************************************************/
unsigned int tim_init(eTimType_t tim, unsigned short interval, unsigned char prio)
{
　　 if(tim >= eTIM_COUNT)
　　 {
 　　　　 return 1;
 　　}
 　　if(interval == 0)
 　　{
  　　　　return 2;
 　　}
　　 // 清空该定时器下的所有任务
 　　for(unsigned char i = 0; i < TIM_TASK_COUNT; i++)
　　 {
 　　　　 sTimTaskList[tim][i].parg = NULL;
 　　　　 sTimTaskList[tim][i].enable = false;
  　　　　sTimTaskList[tim][i].task_count = 0;
 　　　　 sTimTaskList[tim][i].pCallBack = NULL;
 　　　　 sTimTaskList[tim][i].task_interval = 0;
 　　　　 sTimTaskList[tim][i].tim_interval = interval;
　　 }
 　　unsigned char bit = 0;
　　 unsigned char IRQn = 0;
　　 TIM_TypeDef *TIMx = NULL;
 　　switch(tim)
 　　{
 　　　　 case eTIM2: TIMx = TIM2; IRQn = TIM2_IRQn; bit = 0; break;
 　　　　 case eTIM3: TIMx = TIM3; IRQn = TIM3_IRQn; bit = 1; break;
 　　　　 case eTIM4: TIMx = TIM4; IRQn = TIM4_IRQn; bit = 2; break;
  　　　　default: return 1;
　　 }
 　　// 高级定时器timer1, timer8以及通用定时器timer9, timer10, timer11的时钟来源是APB2总线
 　　// 通用定时器timer2~timer5，通用定时器timer12~timer14以及基本定时器timer6,timer7的时钟来源是APB1总线
　　 RCC->APB1ENR |= 0x1 << bit; // 定时器时钟使能
　　 TIMx->CNT = 0;   // 计数器清零
　　 TIMx->ARR = interval; // 设定计数器自动重装值
　　 TIMx->PSC = 84 - 1;  // 预分频器(时钟频率1MHz)
　　 TIMx->DIER |= 0x01;  // 使能更新中断(计数器更新)
　　 TIMx->CR1 |= 0x01;  // 使能计数器(递增模式)
　　 tim_nvic_set(prio, IRQn); // 抢占优先级10，响应优先级0，优先级分组4
　　 return 0;
}

/********************************************************
 * 函数功能：定时器停止计数
 * 形    参：tim：指定定时器
 * 返 回 值：0=成功
             1=定时器类型错误
 ********************************************************/
unsigned int tim_stop(eTimType_t tim)
{
　　 if(tim >= eTIM_COUNT)
　　 {
　　　　  return 1;
　　 }
 　　TIM_TypeDef *TIMx = NULL;
　　 switch(tim)
 　　{
 　　　　 case eTIM2: TIMx = TIM2; break;
　　　　  case eTIM3: TIMx = TIM3; break;
 　　　　 case eTIM4: TIMx = TIM4; break;
 　　　　 default: return 1;
 　　}
　　 TIMx->CNT = 0;   // 计数器清零
 　　TIMx->DIER &= ~0x01; // 禁能更新中断(计数器更新)
　　 TIMx->CR1 &= ~0x01;  // 禁能计数器(递增模式)
　　 return 0;
}

/********************************************************
 * 函数功能：定时器重新开始计数
 * 形    参：tim：指定定时器
 * 返 回 值：0=成功
             1=定时器类型错误
 ********************************************************/
unsigned int tim_restart(eTimType_t tim)
{
　　 if(tim >= eTIM_COUNT)
　　 {
 　　　　 return 1;
 　　}
　　 TIM_TypeDef *TIMx = NULL;
 　　switch(tim)
 　　{
 　　　　 case eTIM2: TIMx = TIM2; break;
  　　　　case eTIM3: TIMx = TIM3; break;
  　　　　case eTIM4: TIMx = TIM4; break;
  　　　　default: return 1;
 　　}
　　 TIMx->CNT = 0;  // 计数器清零
　　 TIMx->DIER |= 0x01; // 使能更新中断(计数器更新)
　　 TIMx->CR1 |= 0x01; // 使能计数器(递增模式)
　　 return 0;
}

/********************************************************
 * 函数功能：定时器任务追加(任务立即进入运行状态)
 * 形    参：pfunc：任务函数指针
             parg：任务函数形参
             interval：任务执行时间间隔，单位：微秒
             tim：指定定时器
 * 返 回 值：0=成功
             1=任务链表满了，无法再追加任务
             2=任务函数指针为NULL
             3=定时器类型错误
             4=任务执行时间间隔错误
 * 开 发 者：王志超
 * 维护日期：2020年5月5日
 * 修订日志：开发
 ********************************************************/
unsigned int tim_task_append(void (*pfunc)(void *), const void *parg, unsigned int interval, eTimType_t tim)
{
　　 if(pfunc == NULL)
　　 {
 　　　　 return 2;
 　　}
 　　if(tim >= eTIM_COUNT)
 　　{
  　　　　return 3;
　　 }
 　　if(interval == 0)
 　　{
  　　　　return 4;
　　 }
 　　for(unsigned char i = 0; i < TIM_TASK_COUNT; i++)
　　 {
 　　　　 if(sTimTaskList[tim][i].enable == false)
  　　　　{
  　　　　　　 sTimTaskList[tim][i].task_count = 0;
  　　　　　　 sTimTaskList[tim][i].task_interval = interval; // 单位：微秒
  　　　　　　 sTimTaskList[tim][i].parg = (void *)parg;
   　　　　　　sTimTaskList[tim][i].pCallBack = pfunc;
  　　　　　　 sTimTaskList[tim][i].enable = true;
  　　　　　　 return 0; // 任务添加成功
 　　　　 }
 　　}
 　　return 1; // 任务链表满了，无法再追加任务
}

/********************************************************
 * 函数功能：定时器任务删除
 * 形    参：pfunc：任务函数指针
             tim：指定定时器
 * 返 回 值：0=成功
             1=未找到与之匹配的任务
             2=任务函数指针为NULL
             3=定时器类型错误
 ********************************************************/
unsigned int tim_task_delete(void (*pfunc)(void *), eTimType_t tim)
{
　　 if(pfunc == NULL)
　　 {
 　　　　 return 2;
　　 }
　　 if(tim >= eTIM_COUNT)
 　　{
 　　　　 return 3;
　　 }
 　　for(unsigned char i = 0; i < TIM_TASK_COUNT; i++)
　　 {
  　　　　if(sTimTaskList[tim][i].pCallBack == pfunc)
 　　　　 {
  　　　　　　 sTimTaskList[tim][i].enable = false;
  　　　　　　 sTimTaskList[tim][i].parg = NULL;
  　　　　　　 sTimTaskList[tim][i].task_count = 0;
  　　　　　　 sTimTaskList[tim][i].tim_interval = 0;
  　　　　　　 sTimTaskList[tim][i].task_interval = 0;
  　　　　　　 sTimTaskList[tim][i].pCallBack = NULL;
   　　　　　　return 0;
 　　　　 }
 　　}
 　　return 1; // 未找到与之匹配的任务
}

/********************************************************
 * 函数功能：定时器任务停止运行
 * 形    参：pfunc：任务函数指针
             tim：指定定时器
 * 返 回 值：0=成功
             1=未找到与之匹配的任务
             2=任务函数指针为NULL
             3=定时器类型错误
 ********************************************************/
unsigned int tim_task_stop(void (*pfunc)(void *), eTimType_t tim)
{
　　 if(pfunc == NULL)
　　 {
  　　　　return 2;
 　　}
　　 if(tim >= eTIM_COUNT)
 　　{
  　　　　return 3;
 　　}
　　 for(unsigned char i = 0; i < TIM_TASK_COUNT; i++)
 　　{
 　　　　 if(sTimTaskList[tim][i].pCallBack == pfunc)
  　　　　{
  　　　　　　 sTimTaskList[tim][i].enable = false;
  　　　　　　 return 0; // 任务停止成功
  　　　　}
　　 }
　　 return 1; // 未找到与之匹配的任务
}

/********************************************************
 * 函数功能：定时器任务启动运行(从上次的停止时的状态继续运行)
 * 形    参：pfunc：任务函数指针
             tim：指定定时器
 * 返 回 值：0=成功
             1=未找到与之匹配的任务
             2=任务函数指针为NULL
             3=定时器类型错误
 ********************************************************/
unsigned int tim_task_start(void (*pfunc)(void *), eTimType_t tim)
{
　　 if(pfunc == NULL)
 　　{
  　　　　return 2;
　　 }
　　 if(tim >= eTIM_COUNT)
　　 {
 　　　　 return 3;
 　　}
 　　for(unsigned char i = 0; i < TIM_TASK_COUNT; i++)
　　 {
 　　　　 if(sTimTaskList[tim][i].pCallBack == pfunc)
 　　　　 {
  　　　　　　 sTimTaskList[tim][i].enable = true;
   　　　　　　return 0; // 任务启动成功
  　　　　}
　　 }
　　 return 1; // 未找到与之匹配的任务
}

/********************************************************
 * 函数功能：定时器中断任务处理函数(中断专用)
 * 形    参：无
 * 返 回 值：无
 ********************************************************/
static void tim_isr_callback(TIM_TypeDef *TIMx, eTimType_t tim)
{
　　 if((TIMx->SR & 0x0001) == 0x0001) // 溢出中断
　　 {
 　　　　 TIMx->SR &= ~(0x0001);//清除中断标志位
  
  　　　　// 执行定时器任务
  　　　　for(unsigned char i = 0; i < TIM_TASK_COUNT; i++)
  　　　　{
  　　　　　　 if(sTimTaskList[tim][i].enable == true)
  　　　　　　 {
    　　　　　　　　sTimTaskList[tim][i].task_count += sTimTaskList[tim][i].tim_interval; // 单位：微秒
   　　　　　　　　 if(sTimTaskList[tim][i].task_count >= sTimTaskList[tim][i].task_interval)
   　　　　　　　　 {
    　　　　　　　　　　 sTimTaskList[tim][i].task_count = 0;
    　　　　　　　　　　 if(sTimTaskList[tim][i].pCallBack != NULL)
    　　　　　　　　　　 {
      　　　　　　　　　　　　sTimTaskList[tim][i].pCallBack(sTimTaskList[tim][i].parg); // 执行任务
    　　　　　　　　　　 }
     　　　　　　　　　　else
    　　　　　　　　　　 {
      　　　　　　　　　　　　// 任务函数为NULL，无需做任何操作
     　　　　　　　　　　}
   　　　　　　　　 }
   　　　　　　　　 else
   　　　　　　　　 {
    　　　　　　　　　　 // 任务执行时间未到达，无需做任何操作
    　　　　　　　　}
   　　　　　　}
   　　　　　　else
  　　　　　　 {
    　　　　　　　　// 任务处于暂停或停止状态，无需做任何操作
  　　　　　　 }
 　　　　 }
 　　}
}

/********************************************************
 * 函数功能：定时器2中断服务函数(中断时间间隔请查看初始化时的设置)
 * 形    参：无
 * 返 回 值：无
 ********************************************************/
void TIM2_IRQHandler(void)
{
　　 tim_isr_callback(TIM2, eTIM2);
}

/********************************************************
 * 函数功能：定时器3中断服务函数(中断时间间隔请查看初始化时的设置)
 * 形    参：无
 * 返 回 值：无
 ********************************************************/
void TIM3_IRQHandler(void)
{
 　　tim_isr_callback(TIM3, eTIM3);
}

/********************************************************
 * 函数功能：定时器4中断服务函数(中断时间间隔请查看初始化时的设置)
 * 形    参：无
 * 返 回 值：无
 ********************************************************/
void TIM4_IRQHandler(void)
{
 　　tim_isr_callback(TIM4, eTIM4);
}