CH58x 蓝牙芯片 SysTick、RTC、TMRx

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理一理沁恒微 RISC-V 蓝牙芯片 CH58x 的滴答定时器，RTC 和通用定时器     ...... 矜辰所致

前言

在芯片是的使用过程中，我们有时候需要计算时间，那用什么来计时，我们很容易想到 SysTick、RTC、TMRx ，它们表面上都可以用来 "计时" 。但是我们使用哪一个，怎么用，对于很多小伙伴来说还是稀里糊涂的。

所以本文我们主要来说明一下 CH585 芯片上的 SysTick、RTC 的应用以及 TMRx 的基础定时功能。

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我是矜辰所致，全网同名，尽量用心写好每一系列文章，不浮夸，不将就，认真对待学知识的我们，矜辰所致，金石为开！

前言
[一、基础介绍](#一、基础介绍)
- [1.1 基础定义](#1.1 基础定义)
- [1.2 区别](#1.2 区别)
- [1.3 官方代码应用](#1.3 官方代码应用)
[二、使用示例](#二、使用示例)
- [2.1 SysTick 使用示例](#2.1 SysTick 使用示例)
- [2.2 RTC 使用示例](#2.2 RTC 使用示例)
- - [2.2.1 时钟源选择](#2.2.1 时钟源选择)
  - [2.2.2 RTC初始化](#2.2.2 RTC初始化)
  - [2.2.3 RTC 中断配置](#2.2.3 RTC 中断配置)
  - [2.2.4 RTC 唤醒功能](#2.2.4 RTC 唤醒功能)
  - [2.2.5 示例演示](#2.2.5 示例演示)
- [2.3 TMRx 使用示例](#2.3 TMRx 使用示例)
三、相关问题说明
- [3.1 CH592 SysTick](#3.1 CH592 SysTick)
- [3.2 Ble 工程中的 RTC 和 SysTick](#3.2 Ble 工程中的 RTC 和 SysTick)
结语

写在最前面：在官方示例中，需要跑蓝牙低功耗计时、唤醒，就用 RTC ，要用高速(8K) RF 通信就用通用定时器。 SysTick 被用作给 BLE协议栈提供随机数种子，开启了，但是关闭了中断。

RTC 的时钟来源是 32.768KHZ 的晶振，蓝牙的 625us 基准时间来源也是通过 32.768KHZ 晶振硬件自动产生（外部时钟为 32.768K，而内部时钟默认是 32K ，使用内部需要校准）。

TMRx 的输入时钟就是系统主频（PCLK = HCLK）。

一、基础介绍

1.1 基础定义

基本说明直接引用官方芯片手册：

SysTick ：内核节拍器

内核自带了一个32位计数器（SysTick），支持HCLK或者HCLK/8作为时基，具有较高优先级。

RTC：实时时钟

实时时钟（RTC）是一个独立的定时器，包含一组连续计数的计数器。在相应软件配置下，可提

供简单日历功能。修改计数器的值可以重新设置当前的时间和日期。
RTC寄存器与PMU一样常供电，在系统复位或从低功耗模式唤醒后，RTC的设置和时间维持不变。

TMRx：通用定时器

芯片提供了4 个26 位定时器，TMR0、TMR1、TMR2 和TMR3，最长定时时间为2^26 个时钟周期。

它适用于多种场合，包括测量输入信号脉冲长度（输入捕捉）或者产生输出波形（PWM），支持DMA功

能。每个定时器都是完全独立的，可以一起同步操作。

1.2 区别

上面三者表面上都可以用来"计时"，但设计初衷和应用场景完全不同。

SysTick（系统定时器）

设计初衷：

作为操作系统的"心脏"

------ 为RTOS提供精确的时间片轮转基础

------ 确保多任务公平获得CPU时间

------ 维持系统内部的时间秩序和节奏
在沁恒微 RISC-V 蓝牙芯片上，跑蓝牙的时候会有官方自己的 TMOS 调度机制，不太建议跑 RTOS ，因为要保证蓝牙稳定的工作，需要针对性的对 RTOS 的任务调度进行处理，相对复杂。
Systick 被蓝牙例程用来生成随机数种子。

RTC（实时时钟）

设计初衷：

作为系统的"日历时钟"

------ 记录真实的绝对时间（年月日时分秒）

------ 在系统断电后保持时间连续性
在官方示例中，RTC 是低功耗模式下的唤醒管理，可以提供真实的年月日时分秒，设备重启/睡眠后时间不丢失。

通用定时器（TMRx）

设计初衷：

作为硬件的 "精密工具包"

------ 精确控制外部硬件（PWM、输入捕获等）

------ 减轻CPU负担，硬件自动完成定时任务

------ 为特定应用提供定时
除了基本的定时器应用，在蓝牙或者 RF 例程中时钟，比如 2.4G RF 8K 收发，使用定时器，定时 125us 实现。

1.3 官方代码应用

我们可以查看一下官方蓝牙例程中的与时钟有关的部分（解释直接看代码注释）：

在CH58x_BLEInit(); 函数中有：

c 复制代码

#define SysTick_LOAD_RELOAD_Msk     (0xFFFFFFFF)
...
__SysTick_Config(SysTick_LOAD_RELOAD_Msk);// 配置SysTick并打开中断，设置最大重装值
    PFIC_DisableIRQ(SysTick_IRQn);//关闭 Systick 中断
...
cfg.srandCB = SYS_GetSysTickCnt; //给bleConfig_t做随机数种子

在 HAL_Init(); ---> HAL_TimeInit(); 系统时钟初始化：

c 复制代码

void HAL_TimeInit(void)
{
    bleClockConfig_t conf;                       // 定义一个"时钟配置"结构体，给 BLE 协议栈用

// ==================== 第一部分：32K时钟源配置 ====================
// 根据CLK_OSC32K宏定义选择使用外部晶振还是内部RC振荡器
#if(CLK_OSC32K)                                // 如果宏 = 1 → 用"内部 32 k RC"；= 0 → 用"晶振 32.768 k"
    sys_safe_access_enable();                  /// 开启安全访问模式，允许修改关键寄存器
    R8_CK32K_CONFIG &= ~(RB_CLK_OSC32K_XT | RB_CLK_XT32K_PON);  // 清除外部晶振使能位和外部晶振上电位（先关闭外部晶振）
    sys_safe_access_disable();                 // 关闭安全访问模式
    sys_safe_access_enable();
    R8_CK32K_CONFIG |= RB_CLK_INT32K_PON;      // 打开内部 32 k RC
    sys_safe_access_disable();
    LSECFG_Current(LSE_RCur_100);              // RC 省电电流档
    Lib_Calibration_LSI();                     // 校准内部 RC 精度
#else                                          // 用晶振分支
    sys_safe_access_enable();
    R8_CK32K_CONFIG &= ~RB_CLK_INT32K_PON;     // 清除内部32K RC振荡器使能位（先关闭内部RC）
    sys_safe_access_disable();
    sys_safe_access_enable();
    R8_CK32K_CONFIG |= RB_CLK_OSC32K_XT | RB_CLK_XT32K_PON;  // 使能外部32.768kHz晶振和外部晶振上电
    sys_safe_access_disable();
#endif

// ==================== 第二部分：RTC实时时钟初始化 ====================
// 初始化RTC时间为2020年1月1日0点0分0秒（这是一个默认起始时间）
// 在实际应用中，这里应该设置为当前真实时间
    RTC_InitTime(2020, 1, 1, 0, 0, 0);         // 给 RTC 设一个起点，后面 BLE 拿它当"绝对时间"

// ==================== 第三部分：BLE时钟配置 ====================
// 初始化BLE时钟配置结构体（全部清零）
    tmos_memset( &conf, 0, sizeof(bleClockConfig_t) );
// 配置时钟精度：如果使用外部晶振精度为50ppm，内部RC为1000ppm
// 外部晶振精度高（50ppm），内部RC精度差（1000ppm）
    conf.ClockAccuracy = CLK_OSC32K ? 1000 : 50; // 时钟精度（RC=1000 ppm，晶振=50 ppm）
    conf.ClockFrequency = CAB_LSIFQ;             //这里如果是外部32.768K ，如果是用内部就是32KHZ
    //这个最大值是以1s=37268 记一天的值即0xA8C00000(32768 *3600 *24U)
    //触发值设置范围为[1,0xA8C00000],设置其他值将会永远不触发,
    conf.ClockMaxCount = RTC_MAX_COUNT;          // 设置RTC最大计数值（防溢出）0xA8C00000
    conf.getClockValue = SYS_GetClockValue;      // 设置获取时钟值的回调函数指针，协议栈要"当前秒"时调这个
    conf.SetPendingIRQ = SYS_SetPendingIRQ;      // 设置中断挂起的回调函数指针，协议栈要"软中断"时调这个

#if RF_8K                                      // ④ 如果定义了 RF_8K（蓝牙高速时基）
    conf.Clock1Frequency = GetSysClock()/1000;   // = 62.4 MHz ÷1000 = 62.4 kHz
    conf.getClock1Value = SYS_GetClock1Value;    // 读 TMR3 计数
    conf.SetClock1PendingIRQ = SYS_SetClock1PendingIRQ; // 设置高速时钟中断回调,TMR3 软中断
    conf.SetTign = SYS_SetTignOffest;            // 微调 RF 时隙偏移 ,时间偏移校正回调函数
    TMR3_ITCfg(ENABLE, TMR0_3_IT_CYC_END);       // 使能TMR3的循环结束中断
    PFIC_EnableIRQ(TMR3_IRQn);                   // 允许 TMR3 进中断
#endif

// ==================== 第五部分：TMOS定时器系统初始化 ====================
// 使用配置好的参数初始化TMOS（Timer Operating System）定时器
// 这是BLE协议栈的时间管理核心
    TMOS_TimerInit( &conf );
}

...
疑问：8K？示例是1K

上面示例定时器参数设置为GetSysClock() / 1000，速率只是1Khz，如果要跑 8K 应该还需要处理的。

...

如果蓝牙示例使能了低功耗，会需要使用 RTC 唤醒，在 HAL_Init(); ---> HAL_SleepInit(); 配置睡眠唤醒的方式 - RTC唤醒，触发模式：

c 复制代码

void HAL_SleepInit(void)
{
#if(defined(HAL_SLEEP)) && (HAL_SLEEP == TRUE)
    sys_safe_access_enable();
    R8_SLP_WAKE_CTRL |= RB_SLP_RTC_WAKE; // RTC唤醒
    sys_safe_access_disable();
    sys_safe_access_enable();
    //触发模式就是一次性的"单发闹钟" 
    //硬件自动中断 + 自动唤醒，自动清除标志位，只触发一次
    R8_RTC_MODE_CTRL |= RB_RTC_TRIG_EN;  // 触发模式
    sys_safe_access_disable();
    PFIC_EnableIRQ(RTC_IRQn);
#endif
}

RTC 应用其他相关代码：

c 复制代码

__HIGH_CODE
void RTC_SetTignTime(uint32_t time)
{
    sys_safe_access_enable();
    R32_RTC_TRIG = time;
    sys_safe_access_disable();
    RTCTigFlag = 0;
}
__INTERRUPT
__HIGH_CODE
void RTC_IRQHandler(void)
{
    R8_RTC_FLAG_CTRL = (RB_RTC_TMR_CLR | RB_RTC_TRIG_CLR);
    RTCTigFlag = 1;
}

官方的示例使用思路可以给大家提供参考，下面我们对这 3 种定时器分别做单独的 Demo 测试。

二、使用示例

2.1 SysTick 使用示例

使用 SysTick_Config(uint32_t ticks) 开启滴答定时器，参数为重装载值，会自动开启中断。

在中断函数中清除中断即可，示例如下：

c 复制代码

#include "CH58x_common.h"

int main()
{
    HSECFG_Capacitance(HSECap_18p);
    //SYSCLK_FREQ    CLK_SOURCE_HSE_PLL_62_4MHz
    SetSysClock(SYSCLK_FREQ);
	
    GPIOA_SetBits(GPIO_Pin_14);
    GPIOPinRemap(ENABLE, RB_PIN_UART0);
    GPIOA_ModeCfg(GPIO_Pin_15, GPIO_ModeIN_PU);
    GPIOA_ModeCfg(GPIO_Pin_14, GPIO_ModeOut_PP_5mA);
    UART0_DefInit();
	/*
	FREQ_SYS       62400000   每秒中断一次
	FREQ_SYS/1000              1ms中断一次
	也可以使用 GetSysClock()  获取当前系统时钟   
	*/
    SysTick_Config(FREQ_SYS);  //每秒中断一次

    while(1){
    }   
}

__INTERRUPT
__HIGH_CODE
void SysTick_Handler()          /***嘀嗒定时器中断函数***/
{
    SysTick->SR = 0;                    //清除中断标志
    PRINT("systick IRQ!\r\n");
}

还有一个函数SYS_GetSysTickCnt 可以获取计数的值，因为 SysTick 的时钟为系统时钟，所以每 1 / 62.4 µs 计数器 +1。这个计数值，只要进入中断，就会清 0 ！！！

比如我们修改一下测试代码，测试结果如下：

还要说明的是，SysTick 在经过睡眠唤醒后，计数会被清除。需要重新使能。

2.2 RTC 使用示例

RTC 时钟源：32.768 KHZ

精度

外部：20ppm 以内

内部：0.04%-0.5%（400ppm-5000ppm）

我们在上面 HAL_TimeInit 中已经看到过如何开启内部还是外部时钟源，方式可用，但是不够直观，官方提供了库函数给我们使用。

2.2.1 时钟源选择

时钟源选择使用 LClk32K_Select ：

c 复制代码

/*注意，，如果是切换，要先关闭之前用的时钟
sys_safe_access_enable();
R8_CK32K_CONFIG &= ~(RB_CLK_OSC32K_XT | RB_CLK_XT32K_PON);// 关闭外部时钟，和下面关闭内部选其一
R8_CK32K_CONFIG &= ~RB_CLK_INT32K_PON;//关闭内部时钟
sys_safe_access_disable();
*/
LClk32K_Select(Clk32K_LSI);     //启用内部32K 
...
LClk32K_Select(Clk32K_LSE);   //启动外部时钟源
sys_safe_access_enable();
R8_CK32K_CONFIG |= RB_CLK_XT32K_PON; //给外部32K上电
sys_safe_access_disable();

这里有个疑问：需不需要R8_CK32K_CONFIG |= RB_CLK_INT32K_PON;给内部时钟上电这条语句呢？测试下来是不需要的。

RTC 时钟源系统默认是内部的，如果需要从内部切换到外部，官方手册有说明：

步骤就是按照上面HAL_TimeInit 中的来就可以，先关闭内部时钟，然后再使能外部32.768kHz晶振和外部晶振上电。

2.2.2 RTC初始化

初始化就一句话：

c 复制代码

RTC_InitTime(2025, 11, 11, 0, 0, 0); //RTC时钟初始化当前时间

在蓝牙程序中，除初始化外，在程序运行中不可再调用此函数，否则会影响 tmos 和蓝牙的运行，可以将设置的时间值与当前时间作差，获取时间时加上这个差值。

2.2.3 RTC 中断配置

两种中断方式：

c 复制代码

typedef enum
{
    Period_0_125_S = 0, // 0.125s 周期
    Period_0_25_S,      // 0.25s 周期
    Period_0_5_S,       // 0.5s 周期
    Period_1_S,         // 1s 周期
    Period_2_S,         // 2s 周期
    Period_4_S,         // 4s 周期
    Period_8_S,         // 8s 周期
    Period_16_S,        // 16s 周期
} RTC_TMRCycTypeDef;
//定时模式 共八档可配置
RTC_TMRFunCfg(Period_2_S);              
//触发方式,参数为相对当前时间的触发间隔时间，基于LSE/LSI时钟周期数  
//32768为1s
RTC_TRIGFunCfg(32768*1);

使能中断：

c 复制代码

PFIC_EnableIRQ(RTC_IRQn);               //中断服务使能

中断处理：

c 复制代码

__INTERRUPT
__HIGH_CODE
void RTC_IRQHandler(void)
{
    if (RTC_GetITFlag(RTC_TRIG_EVENT)) {
			//...
        RTC_ClearITFlag(RTC_TRIG_EVENT);
    }

    if (RTC_GetITFlag(RTC_TMR_EVENT)) {
        //...
        RTC_ClearITFlag(RTC_TMR_EVENT);
    }
    //或者直接参考官方
    //R8_RTC_FLAG_CTRL = (RB_RTC_TMR_CLR | RB_RTC_TRIG_CLR);
}

2.2.4 RTC 唤醒功能

配置代码如下：

c 复制代码

PWR_PeriphWakeUpCfg( ENABLE, RB_SLP_RTC_WAKE, Edge_LongDelay ); //RTC使能唤醒功能

2.2.5 示例演示

示例我就直接上图：

外部也是一样用：

c 复制代码

// LClk32K_Select(Clk32K_LSI);     //启用内部32K
    LClk32K_Select(Clk32K_LSE);   //启动外部时钟源
    sys_safe_access_enable();
    R8_CK32K_CONFIG |= RB_CLK_XT32K_PON; //给外部32K上电
    sys_safe_access_disable();
    RTC_InitTime(2025, 11, 11, 0, 0, 0);
    RTC_TMRFunCfg(Period_2_S); 
    PFIC_EnableIRQ(RTC_IRQn);    
    while(1){
    }   
 ...
 __INTERRUPT
__HIGH_CODE
void RTC_IRQHandler(void)
{
    UINT16 py; UINT16 pmon; UINT16 pd; UINT16 ph; UINT16 pm; UINT16 ps;
    RTC_GetTime(&py,&pmon,&pd,&ph,&pm,&ps);
    if (RTC_GetITFlag(RTC_TRIG_EVENT)) {
    }
    if (RTC_GetITFlag(RTC_TMR_EVENT)) {
        PRINT("%d年%d月%d日%d时%d分%d秒\r\n",py,pmon,pd,ph,pm,ps);
        PRINT("RTC_IRQ_TEST\r\n");
        RTC_ClearITFlag(RTC_TMR_EVENT);
    }
}

休眠唤醒

说明一下，上面前面两种低功耗模式正常唤醒，sleep 模式会操作 RTC ，导致了异常，大家可以自行查看PM_LowPower_Sleep 函数实现，这里不过多深入讨论，如果后期确实遇到问题，我们再来详细探讨。

2.3 TMRx 使用示例

本文我们只做基础的定时功能使用示例，具体 TMRx 的其他功能在其他地方用到的时候会有对应的说明, 比如 PWM 输出应用 :

我们还是来看 TMR 示例，我们简单修改一下示例：

c 复制代码

 TMR0_TimerInit( GetSysClock());         // 1S一次定时
 TMR0_ITCfg(ENABLE, TMR0_3_IT_CYC_END); // 开启中断,周期结束标志
 PFIC_EnableIRQ(TMR0_IRQn);
__INTERRUPT
__HIGH_CODE
void TMR0_IRQHandler(void) // TMR0 定时中断
{
    if(TMR0_GetITFlag(TMR0_3_IT_CYC_END))
    {
        TMR0_ClearITFlag(TMR0_3_IT_CYC_END); // 清除中断标志
        PRINT("TMR_IRQ\r\n");
    }
}

测试结果就是 1s 一次产生 TMR 中断。

其中通过 TMR0_TimerInit 函数设定定时时间，定时器的时钟来源系统时钟 HCLK，所以 TMR0_TimerInit 定时间计算如下：

定时时间 = 参数 / 系统时钟（秒）

.

比如想要中断时间位 125us：

TMR0_TimerInit( GetSysClock() / 8000); // 定时时间1/8000 秒

三、相关问题说明

本小节记录一下系列芯片中的一些关于这3种定时器的对应问题，以作记录（保持更新）。

3.1 CH592 SysTick

CH592 内核自带了一个64位计数器（SysTick），支持HCLK或者HCLK/8作为时基，具有较高优先级。

使用方式和 CH585 是一样的，只是在SysTick_Config 实现上有细节上的不同：

3.2 Ble 工程中的 RTC 和 SysTick

在 Ble 工程中，如果使用的是内部 RTC ，会开启 2 分钟的内部校准。

c 复制代码

#define BLE_CALIBRATION_PERIOD              120000
if(events & HAL_REG_INIT_EVENT)
    {
        uint8_t x32Kpw;
#if(defined BLE_CALIBRATION_ENABLE) && (BLE_CALIBRATION_ENABLE == TRUE) // 校准任务，单次校准耗时小于10ms
#ifndef RF_8K
        BLE_RegInit();                                                  // 校准RF，会关闭RF并改变RF相关寄存器，如果使用了RF收发函数需注意校准后再重新启用
#endif
#if(CLK_OSC32K)
        Lib_Calibration_LSI(); // 校准内部RC
#elif(HAL_SLEEP)
        x32Kpw = (R8_XT32K_TUNE & 0xfc) | 0x01;
        sys_safe_access_enable();
        R8_XT32K_TUNE = x32Kpw; // LSE驱动电流降低到额定电流
        sys_safe_access_disable();
#endif
        tmos_start_task(halTaskID, HAL_REG_INIT_EVENT, MS1_TO_SYSTEM_TIME(BLE_CALIBRATION_PERIOD));
        return events ^ HAL_REG_INIT_EVENT;
#endif
    }

如果没有定义 HAL_SLEEP=1 ，没开启低功耗，RTC 在运行但是不会产生中断，可以获取 RTC 的时间，如果开启了低功耗才会产生中断，用来唤醒设备，TMOS 任务会自动关联 RTC ，唤醒时间即为下一次任务的执行时间。

在 Ble 工程中，SysTick 是一起运行的，只是没有中断，前文已经有过说明，我们还可以确认一下。

在例程中新建一个事件，定时读一下 RTC 时钟和 RTC 计数值：

c 复制代码

if(events & RTC_EVT)
    {
        UINT16 py; UINT16 pmon; UINT16 pd; UINT16 ph; UINT16 pm; UINT16 ps;
        RTC_GetTime(&py,&pmon,&pd,&ph,&pm,&ps);
        printf("%d年%d月%d日%d时%d分%d秒\r\n",py,pmon,pd,ph,pm,ps);
        printf("test systick%d\r\n",SYS_GetSysTickCnt());
        tmos_start_task(Peripheral_TaskID, RTC_EVT, 1600);
        return (events ^ RTC_EVT);
    }

结语

本文研究了一下CH58x 蓝牙芯片 SysTick、RTC、TMRx 的使用和区别，单从定时功能的示例应用来说，是简单的。但是从如何合理的选择应用场合来说，是值得思考的。

我们也分析了官方示例的相关代码，如果自己比较模糊，官方示例的使用方式已经可以满足大部分的应用功能。如果后面有更多的使用细节，博主也会在遇到的时候更新博文。

好了，本文就到这里。谢谢大家！

CH58x 蓝牙芯片 SysTick、RTC、TMRx

前言

目录

一、 基础介绍

1.1 基础定义

1.2 区别

1.3 官方代码应用

二、 使用示例

2.1 SysTick 使用示例

2.2 RTC 使用示例

2.2.1 时钟源选择

2.2.2 RTC初始化

2.2.3 RTC 中断配置

2.2.4 RTC 唤醒功能

2.2.5 示例演示

2.3 TMRx 使用示例

三、相关问题说明

3.1 CH592 SysTick

3.2 Ble 工程中的 RTC 和 SysTick

结语

一、基础介绍

二、使用示例