【XNUCLEO-F030R8试用体验】之六：mbed开发之定时器

【XNUCLEO-F030R8试用体验】之六：mbed开发之定时器

      在开发过程中，许多场合都和时间有关，前面代码中多次出现的 wait 函数就是最常
用的延时函数。显然，如果通过软件延时，不仅延时精度不高，而且大量占用CPU资源，在微处理器中采用定时/计数器来完成与时间计算有关的工作。

      定时/计数器的工作原理非常简单,就是每当它接收到一个脉冲时,它的计数值加1（有些为减1计数）,一旦它的计数值达到用户设定的阈值,计数器就会产生溢出信号和一些标志位，并重新从 0 开始计数。如果我们使能了相应的中断，当计数溢出时会产生中断。根据计数器可设定阈值的大小，我们可以把计数器分成8 位计数器， 16 位计数器等。8 位计数器可设定的最大阈值为 2^8-1 即 255， 16 位则为 65535。如果我们给定的计数时钟为1M，而给定的计数器阈值为 0，设置为减计数模式，那么计数器就会每1us 就会计满一次，系统通过多次调用延时函数达到延时1s、10s以致更长的时间。F030R8有7个定时器，均为16位，tiM6为基本定时器，TIM3、14、15、16、17为通用定时器，TIM1为高级定时器，下面的图片描述了F030R8芯片内定时器的构成。

      事实上，Cortex M0内核还有一个systick定时器，在使用操作系统的时候可以作为系统时钟节拍，系统上电后，只要不清除其使能位，计时就不会停息。Systick定时器包含三个寄存器，分别是CTRL、LOAD、VAL寄存器，下图是寄存器的具体信息。

       在mbed 里面提供了三个对象用来完成和时间相关的功能，分别是 Timeout，用来在给定的时间执行特定函数；Ticker，用来定时执行特定函数；Timer，用来给系统计时。下面是系统提供的一些方法。

      下面通过一个简单的例子来学习一下Timer对象及其方法。这个例子使用Timer对象提供的方法计算用户按下按键的时间，发送到串口，在屏幕上显示。相关代码如下：

      程序的思路很简单，按下按键时执行下降沿中断函数，读取当前定时器的值，松开按键时执行上升沿中断函数，读取当前定时器的值，两项相减即为按下按键的时间。下图是串口收到的数据，可以看到，按下按键最快时间也要7ms左右，正常时间在15ms，因此在按键消抖时延时8~10ms是比较合适的时间。

      Ticker对象用来周期性执行某个特定函数，初始化完成后，函数会反复执行。下面通过一个例子来学习一下，例子中四个LED以不同的频率闪烁。按键每按下一次，LED1的闪烁频率加快一倍。代码如下：

      相比于Ticker对象，TimeOut对象主要用来在给定的时间后执行给定的函数，如果我们将上面的代码中Ticker换成TimeOut，运行后你会发现四个 led 分别点亮，但由于 timeout 只会被执行一次，所以点亮后会保持不变。

讲到这里，似乎关于时间的部分已经差不多了，事实上PWM这个非常常用的对象我们还没有涉及到，PWM本质上也是利用定时器实现的，PWM的用途可以说相当广泛，比如在电能变换、电机调速等场合。

      可以看到mbed提供的方法相当丰富，可以设置PWM周期、占空比、输出值等。下面用一个例子来学习一下，通过改变PWM输出波形的占空比，改变LED灯的亮度。

      实验中发现，当D6作为PWM输出时，D9,D10,D11不能输出PWM信号，查资料后发现D6对应引脚为PB10，并没有PWM输出功能，可能是板子标注有误。