18. GPTMR
18.1. 概述
主要特征功能
主要介绍先楫的gptmr外设的主要驱动接口说明和调用方法。更多内容请参考 hpm_gptmr_drv.h 的API说明以及相关用户手册。
每个定时器拥有4个独立通道，每个通道配置了一个32位分辨率的计数器（仅支持向上模式）、可配置的32位重装载寄存器。
定时器的每个通道的计数器支持同步。 可参考 gptmr_sync_counter 例子
定时器每个通道可同时支持输入捕获和输出比较，可参考 gptmr_input_captrue 例子， gptmr_output_compare 例子
定时器每个通道支持两个输出比较器，生成边沿PWM和中心对齐PWM。 可参考 gptmr_generate_pwm 例子
定时器每个通道支持上升沿/下降沿捕获，支持硬件测量PWM周期和占空比。可参考 gptmr_measure_pwm 例子
支持外部信号计数。 可参考 gptmr_external_counter_mode 例子
支持生成DMA请求。可参考 dma_use_gptmr_event_transfer 例子
定时器支持单次模式、burst模式、循环模式。可参考 gptmr_one_shot_counter_mode 例子
支持中断请求。可参考 timer_basic 例子
18.2. GPTMR通道配置
需要确保GPTMR的时钟源已经开启，并且初始化了相关GPTMR外设引脚。
可使用`clock_add_to_group` 函数用于将GPTMR时钟源添加到时钟组中，从而确保GPTMR时钟源已经开启。
GPTMR每个通道支持独立配置，可配置不同功能，比如输入捕获、输出比较、PWM等。
相关枚举值介绍：
定时器通道硬件输入同步触发的边沿
typedef enum gptmr_synci_edge { /* 无触发 */ gptmr_synci_edge_none = 0, /* 下降沿触发 */ gptmr_synci_edge_falling = GPTMR_CHANNEL_CR_SYNCIFEN_MASK, /* 上升沿触发 */ gptmr_synci_edge_rising = GPTMR_CHANNEL_CR_SYNCIREN_MASK, /* 上升沿和下降沿都触发 */ gptmr_synci_edge_both = gptmr_synci_edge_falling | gptmr_synci_edge_rising, } gptmr_synci_edge_t;
这个枚举是用于配置定时器通道的硬件输入同步触发的边沿。硬件SYNCI输入信号是通过电机系统中的TRGM信号连接到定时器通道的内部SYNCI输入上。
可以使用 void gptmr_channel_select_synci_valid_edge API函数来选择定时器通道的硬件输入同步触发的边沿。
对于没有电机系统的外设，比如HPM6800，硬件同步SYNCI不是通过 TRGM 来的，而是来自GPTMR7的CMP0~3，GPTMR7的每一个CMP通道分别控制两个GPTMR。
定时器通道输入捕获工作模式
typedef enum gptmr_work_mode { /* 无捕获 */ gptmr_work_mode_no_capture = 0, /* 上升沿捕获 */ gptmr_work_mode_capture_at_rising_edge = 1, /* 下降沿捕获 */ gptmr_work_mode_capture_at_falling_edge = 2, /* 上升沿和下降沿都捕获 */ gptmr_work_mode_capture_at_both_edge = 3, /* 测量PWM模式 */ gptmr_work_mode_measure_width = 4, } gptmr_work_mode_t;
这个枚举是用于配置定时器通道的输入捕获工作模式。
可以使用 gptmr_channel_set_capmode API函数来选择定时器通道的输入捕获工作模式。
可以使用 gptmr_channel_get_capmode API函数来获取定时器通道的输入捕获工作模式。
在 gptmr_work_mode_measure_width 模式下，捕获到输入信号上升沿时，会产生对应的中断事件或者DMA请求。
定时器通道DMA请求事件
typedef enum gptmr_dma_request_event { /* CMP0 DMA请求： 当计数器到达CMP0的时，定时器通道会请求一次DMA */ gptmr_dma_request_on_cmp0 = 0, /* CMP1 DMA请求：当计数器到达CMP1的时，定时器通道会请求一次DMA */ gptmr_dma_request_on_cmp1 = 1, /* 输入信号翻转DMA请求：输入捕获信号发生翻转时，定时器通道会请求一次DMA*/ gptmr_dma_request_on_input_signal_toggle = 2, /* 重载DMA请求：当计数器达到重装载reload时，定时器通道会请求一次DMA */ gptmr_dma_request_on_reload = 3, /* 关闭DMA请求 */ gptmr_dma_request_disabled = 0xFF, } gptmr_dma_request_event_t;
这个枚举是用于配置定时器通道的DMA请求事件。
定时器获取计数器类型
typedef enum gptmr_counter_type { /* 获取上升沿捕获的计数器值 */ gptmr_counter_type_rising_edge = 0, /* 获取下降沿捕获的计数器值 */ gptmr_counter_type_falling_edge, /* 获取PWM模式下的PWM宽度 */ gptmr_counter_type_measured_period, /* 获取PWM模式下的PWM占空比 */ gptmr_counter_type_measured_duty_cycle, /* 获取正常模式下的计数器值 */ gptmr_counter_type_normal, } gptmr_counter_type_t;
可以使用 gptmr_channel_get_counter API函数来获取定时器通道的各类类型的计数器值。
定时器计数器模式
typedef enum gptmr_counter_mode { /* 内部计数器模式 */ gptmr_counter_mode_internal = 0, /* 外部计数器模式 */ gptmr_counter_mode_external, } gptmr_counter_mode_t;
仅适用于 hpm_soc_ip_feature.h 有 HPM_IP_FEATURE_GPTMR_CNT_MODE 宏定义的SOC
定时器通道监控信号类型
typedef enum gptmr_channel_monitor_type { /* 监控输入信号的周期 */ monitor_signal_period = 0, /* 监控输入信号的高电平时间 */ monitor_signal_high_level_time, } gptmr_channel_monitor_type_t;
仅适用于 hpm_soc_ip_feature.h 有 HPM_IP_FEATURE_GPTMR_MONITOR 宏定义的SOC
相关结构体介绍：
定时器通道监控信号配置
typedef struct gptmr_channel_monitor_config { /* 监控信号类型 */ gptmr_channel_monitor_type_t monitor_type; /* 监控信号的最大和最小值 */ uint32_t max_value; uint32_t min_value; } gptmr_channel_monitor_config_t;
定时器通道配置
typedef struct gptmr_channel_config { /* 输入捕获的工作模式 */ gptmr_work_mode_t mode; /* DMA请求事件 */ gptmr_dma_request_event_t dma_request_event; /* 输入捕获的同步触发边沿 */ gptmr_synci_edge_t synci_edge; /* 两个输出比较的比较值 */ uint32_t cmp[GPTMR_CH_CMP_COUNT]; /* 重装载值 */ uint32_t reload; /* 输出比较的极性 */ bool cmp_initial_polarity_high; /* 是否使能输出比较 */ bool enable_cmp_output; /* 是否使能该通道计数器会随着上一通道计数器的一起重载。 该参数不适用于通道0 */ bool enable_sync_follow_previous_channel; /* 是否使能软件同步 */ bool enable_software_sync; /* 是否使能调试模式 */ bool debug_mode; /* 当前SOC是否支持监控信号 */ #if defined(HPM_IP_FEATURE_GPTMR_MONITOR) && (HPM_IP_FEATURE_GPTMR_MONITOR == 1) /* 是否使能监控信号 */ bool enable_monitor; /* 监控信号配置 */ gptmr_channel_monitor_config_t monitor_config; #endif /* 当前SOC是否支持外部计数器模式 */ #if defined(HPM_IP_FEATURE_GPTMR_CNT_MODE) && (HPM_IP_FEATURE_GPTMR_CNT_MODE == 1) /* 计数器模式 */ gptmr_counter_mode_t counter_mode; #endif /* 当前SOC是否支持OPMODE 循环模式或者单次模式 */ #if defined(HPM_IP_FEATURE_GPTMR_OP_MODE) && (HPM_IP_FEATURE_GPTMR_OP_MODE == 1) bool enable_opmode; #endif } gptmr_channel_config_t;
单次模式，计时器到达重载值后会停止计时，软件需要清除CEN 后重新置位 CEN，开始下一次计数。下一次开启可以直接使用 gptmr_start_counter API函数来开启，内部已做了清除步骤。
单次模式下，若需要使用重载中断，则需要在重载中断中关闭计数器使能、复位计数器、清除重载中断状态，方可清除重载中断。推荐使用CMP比较中断。可参考 gptmr_one_shot_counter_mode 例子
缺省配置API:
建议在配置gptmr通道前，先使用 gptmr_channel_get_default_config API函数获取默认配置，然后根据需要修改配置。
void gptmr_channel_get_default_config(GPTMR_Type *ptr, gptmr_channel_config_t *config);
默认配置如下：
输入捕获工作模式： gptmr_work_mode_no_capture
DMA请求事件： gptmr_dma_request_disabled
输入捕获的同步触发边沿： gptmr_synci_edge_none
两个输出比较的比较值： 0xFFFFFFFEUL
重装载值： 0xFFFFFFFEUL
输出比较的极性： high
是否使能输出比较： true
是否使能该通道计数器会随着上一通道计数器的一起重载。 该参数不适用于通道0： false
是否使能软件同步： true
是否使能调试模式： true
是否使能监控信号： false
计数器模式： gptmr_counter_mode_internal
是否使能OPMODE 循环模式或者单次模式： false
注意 ：
输出比较支持快速输出逻辑 0 和逻辑 1，即把 CMP0 配置为 32’hFFFFFFFF 时，通道输出始终为逻辑 0。把CMP1 配置为 32’hFFFFFFFF，且 CMP0 不为全 1 时，通道输出始终为逻辑 1。
默认使能输出比较，如果需要恒定输出高电平或者低电平，则需要配置对应的输出比较的比较值为0xFFFFFFFFUL。
定时器通道配置API:
hpm_stat_t gptmr_channel_config(GPTMR_Type *ptr, uint8_t ch_index,gptmr_channel_config_t *config, bool enable);
参数说明：
参数名
类型
描述
ptr
GPTMR_Type *
指向GPTMR控制器的指针
ch_index
uint8_t
通道索引，取值范围为0-3
config
gptmr_channel_config_t *
指向通道配置结构体的指针
enable
bool
是否使能通道的计数器开启计数
返回值：
返回值
描述
status_invalid_argument
无效的参数
status_success
配置成功
举例：
配置定时器0通道0定时1ms
gptmr_channel_config_t config; uint32_t gptmr_freq; gptmr_channel_get_default_config(HPM_GPTMR0, &config); gptmr_freq = clock_get_frequency(clock_gptmr0); /* 获取GPTMR0的时钟频率 */ config.mode = gptmr_work_mode_no_capture; /* 无捕获 */ config.reload = gptmr_freq / (1000 * 1); /* 1ms */ config.enable_cmp_output = false; /* 不使能输出比较 */ config.enable_software_sync = false; /* 不使能软件同步 */ gptmr_channel_config(HPM_GPTMR0, 0, &config, true);
配置定时器0通道1生成100KHz，50%占空比的边沿对齐PWM
gptmr_channel_config_t config; uint32_t gptmr_freq; gptmr_channel_get_default_config(HPM_GPTMR0, &config); gptmr_freq = clock_get_frequency(clock_gptmr0); /* 获取GPTMR0的时钟频率 */ config.mode = gptmr_work_mode_no_capture; /* 无捕获 */ config.reload = gptmr_freq / 100000; /* 100KHz */ config.cmp[0] = config.reload / 2; /* 50%占空比 */ config.enable_cmp_output = true; /* 使能输出比较 */ config.enable_software_sync = false; /* 不使能软件同步 */ gptmr_channel_config(HPM_GPTMR0, 1, &config, true);
18.3. Burst 模式
burst 模式：计时器到达重载值达到指定的次数（burst_cfg）后停止计数。
仅适用于 hpm_soc_ip_feature.h 有 HPM_IP_FEATURE_GPTMR_BURST_MODE 宏定义的SOC
相关枚举值介绍：
Burst模式下的两种计数器启动模式
typedef enum gptmr_burst_counter_mode { gptmr_burst_counter_restart = 0, /* 重新开始计数 */ gptmr_burst_counter_continue, /* 继续计数 */ } gptmr_burst_counter_mode_t;
gptmr_burst_counter_restart：重启模式。在此模式下，启动计数器，会重置当前计数（通常从 0 开始）， GPTMR的 BURST_COUNT 清零 并重新开始新的突发周期。
gptmr_burst_counter_continue：继续模式。在此模式下，启动计数器时，若当前突发计数未达到配置的最大次数（由 BURST_CFG 设置），则继续从当前值计数；若已达到最大次数，则重置后继续。
注意：
单次循环模式和Burst模式最多只能有一个使能
可使用 gptmr_channel_enable_burst_mode API使能Burst模式，如果使能了单次循环模式，该API会返回参数错误。
可使用 gptmr_channel_disable_burst_mode API禁能Burst模式。
判断是否使能了Burst模式可使用 gptmr_channel_is_burst_mode API
当 GPTMR的 BURST_COUNT 等于 BURST_CFG 时，BURST_COUNT 不会再自增, 计数器也不会再计数。如果需要开启下一次计数，需要清除 ‘CEN’ 再置位 ‘CEN’，然后复位计数器 ‘CNTRST’。如果复位GPTMR的 BURST_COUNT，可间接操作复位计数器 ‘CNTRST’。
开启Busrt模式计数，可使用 gptmr_channel_burst_mode_start_counter API。计数模式按照 gptmr_burst_counter_mode_t 配置。
关闭Burst模式计数，可使用 gptmr_channel_burst_mode_stop_counter API。
获取GPTMR的 BURST_COUNT 可使用 gptmr_channel_get_current_burst_count API。
设置GPTMR的 BURST_CFG 可使用 gptmr_channel_set_target_burst_count API。
获取GPTMR的 BURST_CFG 可使用 gptmr_channel_get_target_burst_count API。
举例：GPTMR0通道1 Burst模式配置，重载为1S，计数10次，计数模式为重启模式
#include <stdio.h> #include "board.h" #include "hpm_sysctl_drv.h" #include "hpm_gptmr_drv.h" #include "hpm_debug_console.h" #define APP_BOARD_GPTMR BOARD_GPTMR #define APP_BOARD_GPTMR_CH BOARD_GPTMR_CHANNEL #define APP_BOARD_GPTMR_IRQ BOARD_GPTMR_IRQ #define APP_TICK_MS (1000) static void timer_config(void); uint32_t target_burst_count, current_burst_count; SDK_DECLARE_EXT_ISR_M(APP_BOARD_GPTMR_IRQ, tick_ms_isr) void tick_ms_isr(void) { target_burst_count = gptmr_channel_get_target_burst_count(APP_BOARD_GPTMR, APP_BOARD_GPTMR_CH); current_burst_count = gptmr_channel_get_current_burst_count(APP_BOARD_GPTMR, APP_BOARD_GPTMR_CH); if (gptmr_check_status(APP_BOARD_GPTMR, GPTMR_CH_RLD_STAT_MASK(APP_BOARD_GPTMR_CH))) { gptmr_clear_status(APP_BOARD_GPTMR, GPTMR_CH_RLD_STAT_MASK(APP_BOARD_GPTMR_CH)); printf("timer tick %d ms\n", APP_TICK_MS); board_led_toggle(); /* 若BURST_COUNT等于BURST_CFG，说明已经计数BURST_CFG次 */ if (target_burst_count == current_burst_count) { gptmr_channel_burst_mode_start_counter(APP_BOARD_GPTMR, APP_BOARD_GPTMR_CH, gptmr_burst_counter_restart); printf("gptmr channel burst\n"); } } } int main(void) { board_init(); board_init_led_pins(); init_gptmr_pins(APP_BOARD_GPTMR); printf("gptmr timer basic test\n"); timer_config(); while (1) { } } static void timer_config(void) { uint32_t gptmr_freq; gptmr_channel_config_t config; gptmr_freq = board_init_gptmr_clock(APP_BOARD_GPTMR); /* config 缺省关闭了单次模式-OP mode */ gptmr_channel_get_default_config(APP_BOARD_GPTMR, &config); /* reload为1S */ config.reload = gptmr_freq / 1000 * APP_TICK_MS; gptmr_channel_config(APP_BOARD_GPTMR, APP_BOARD_GPTMR_CH, &config, false); /*设置GPTMR的 `BURST_CFG` 为10，计数10次 */ gptmr_channel_set_target_burst_count(APP_BOARD_GPTMR, APP_BOARD_GPTMR_CH, 10); /* 使能Burst模式 */ gptmr_channel_enable_burst_mode(APP_BOARD_GPTMR, APP_BOARD_GPTMR_CH); /* 使能计数器 */ gptmr_start_counter(APP_BOARD_GPTMR, APP_BOARD_GPTMR_CH); /* 使能 reload中断 */ gptmr_enable_irq(APP_BOARD_GPTMR, GPTMR_CH_RLD_IRQ_MASK(APP_BOARD_GPTMR_CH)); intc_m_enable_irq_with_priority(APP_BOARD_GPTMR_IRQ, 1); }