嵌入式框架Zorb Framework搭建六：定时器的实现

我是卓波，我是一名嵌入式工程师，我万万没想到我会在这里跟大家吹牛皮。

嵌入式框架Zorb Framework搭建过程

嵌入式框架Zorb Framework搭建一：嵌入式环境搭建、调试输出和建立时间系统

嵌入式框架Zorb Framework搭建二：环形缓冲区的实现

嵌入式框架Zorb Framework搭建三：列表的实现

嵌入式框架Zorb Framework搭建四：状态机的实现

嵌入式框架Zorb Framework搭建五：事件的实现

嵌入式框架Zorb Framework搭建六：定时器的实现

嵌入式框架Zorb Framework搭建七：任务的实现

一、前言

　　在嵌入式开发中，我们常常会用到定时器，我们可以用芯片的定时器外设，可以用内核的systick，也可以使用操作系统的定时器。本篇要设计的定时器类似与操作系统的定时器，是软件定时器。如果Zorb Framework运行在操作系统上面，大可以不使用本篇的功能，直接使用操作系统自带的定时器。

二、定时器设计

　　我们先来看看要实现的定时器提供什么功能：

　　初步要提供的功能如下：

　　1、可以设置定时时间

　　2、可以设置定时器是单次还是重复运行

　　3、可以设置定时器处理函数

　　4、定时器函数可以直接运行或者推送异步事件

　　5、可以打开和关闭定时器

　　因此，初步设计的数据结构如下：

 /* 定时器处理程序 */
 typedef void (*ITimerProcess)(void);

 /* 定时器结构 */
 typedef struct _Timer
 {
     uint8_t Priority;               /* 事件优先级 */
     uint32_t Interval;              /* 时间间隔(ms) */
     uint32_t AlarmTime;             /* 定时到达时间 */
     bool IsAutoReset;               /* 重复运行(默认开) */
     bool IsRunning;                 /* 是否正在运行(默认关) */
     /* 事件的处理者，事件将推送到处理者的队列 */
     /* 不设置处理者则本地执行(挂载Timer_process的地方) */
     EventHandler *pEventHandler;
     /* 处理事件 */
     ITimerProcess TimerProcess;

     /* 开始定时器 */
     void (*Start)(struct _Timer * const pTimer);

     /* 关闭定时器 */
     void (*Stop)(struct _Timer * const pTimer);

     /* 重新运行定时器 */
     void (*Restart)(struct _Timer * const pTimer);

     /* 销毁定时器(释放空间) */
     bool (*Dispose)(struct _Timer * const pTimer);
 } Timer;

　　事件和事件处理器已经设计好了，再把定时器的处理程序添加到系统滴答程序中即可：

 /******************************************************************************
  * 描述  ：系统滴答程序(需挂在硬件的时间中断里边)
  * 参数  ：无
  * 返回  ：无
 ******************************************************************************/
 void ZF_timeTick (void)
 {
     /* 系统滴答计数 */
     ZF_tick++;

     /* 软件定时器程序 */
     Timer_process();
 }

　　具体实现请看附件代码或在文末的github地址拉框架源码。

三、定时器结果测试

　　简单的测试代码如下：

 /**
   *****************************************************************************
   * @file    app_timer.c
   * @author  Zorb
   * @version V1.0.0
   * @date    2018-06-28
   * @brief   定时器测试的实现
   *****************************************************************************
   * @history
   *
   * 1. Date:2018-06-28
   *    Author:Zorb
   *    Modification:建立文件
   *
   *****************************************************************************
   */

 #include "app_timer.h"
 #include "zf_includes.h"

 /* 事件处理器 */
 static EventHandler *pEventHandler;
 /* 定时器1 */
 static Timer *pTimer1;
 /* 定时器2 */
 static Timer *pTimer2;

 /******************************************************************************
  * 描述  ：定时器程序1
  * 参数  ：void
  * 返回  ：无
 ******************************************************************************/
 void TimerProcess1(void)
 {
     ZF_DEBUG(LOG_D, "%dms:timer process 1 run\r\n", ZF_SYSTIME_MS());
 }

 /******************************************************************************
  * 描述  ：定时器程序2
  * 参数  ：void
  * 返回  ：无
 ******************************************************************************/
 void TimerProcess2(void)
 {
     ZF_DEBUG(LOG_D, "%dms:timer process 2 run\r\n", ZF_SYSTIME_MS());
 }

 /******************************************************************************
  * 描述  ：任务初始化
  * 参数  ：无
  * 返回  ：无
 ******************************************************************************/
 void App_Timer_init(void)
 {
     /* 初始化事件处理器 */
     EventHandler_create(&pEventHandler);

     /* 创建定时器1 */
     Timer_create(&pTimer1);
     pTimer1->Priority = ;
     pTimer1->Interval = ;
     pTimer1->TimerProcess = TimerProcess1;
     pTimer1->IsAutoReset = true;
     pTimer1->pEventHandler = pEventHandler;
     pTimer1->Start(pTimer1);

     /* 创建定时器2 */
     Timer_create(&pTimer2);
     pTimer2->Priority = ;
     pTimer2->Interval = ;
     pTimer2->TimerProcess = TimerProcess2;
     pTimer2->IsAutoReset = true;
     pTimer2->pEventHandler = pEventHandler;
     pTimer2->Start(pTimer2);
 }

 /******************************************************************************
  * 描述  ：任务程序
  * 参数  ：无
  * 返回  ：无
 ******************************************************************************/
 void App_Timer_process(void)
 {
     while()
     {
         /* 执行事件 */
         if (pEventHandler->GetEventCount(pEventHandler) > )
         {
             pEventHandler->Execute(pEventHandler);
         }
         else
         {
             /* 可在此实现低功耗 */
         }
     }
 }
 /******************************** END OF FILE ********************************/

　　结果：

500ms:timer process  run
1000ms:timer process  run
1002ms:timer process  run
1500ms:timer process  run
2000ms:timer process  run
2002ms:timer process  run
2500ms:timer process  run
3000ms:timer process  run
3002ms:timer process  run
3500ms:timer process  run
4000ms:timer process  run
4002ms:timer process  run
4500ms:timer process  run
5000ms:timer process  run
5002ms:timer process  run

省略...

　　在测试程序中，定时器1周期为500ms，定时器2周期为1000ms。至于定时器2程序第一次执行的时间为1002ms的原因：定时器1和定时器2同时在1000ms处响应，但定时器1 的优先级比定时器2的优先级高，因此事件处理器先处理完定时器1的事件再处理定时器2的事件，而调试串口波特率115200，定时器1程序把调试数据发送完的时间大约2ms，因此定时器2的第一次执行时间为1002ms。

四、最后

　　本篇为Zorb Framework提供了定时器功能。在对定时精度要求不高(毫秒级)，完全可以使用软件定时器。软件定时器是在硬件定时器的基础上开发的，好处在于可以挂载多个定时器，不用再为芯片的定时器资源不够而烦恼。

　　Zorb Framework github：https://github.com/54zorb/Zorb-Framework

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