DSP28335 CPU 定时器深度解析：从原理到实战

在 DSP28335 的开发中，CPU 定时器是实现定时中断、周期任务调度的核心外设之一。本文将从基础概念 、硬件结构 、代码解析 、周期计算 到实战应用，全面拆解 28335 的 CPU 定时器，帮你彻底搞懂它的使用方法！

一、定时器核心概念扫盲

1. 三个定时器的分工与使用场景

DSP28335 内置 3 个 32 位 CPU 定时器（Timer0/Timer1/Timer2），分工明确：

Timer2 ：预留给操作系统（如 TI-RTOS、FreeRTOS），作为系统滴答定时器（SysTick），为任务调度提供时间基准（如 1ms 中断），保障任务轮转和延时函数精准执行。
Timer0/Timer1 ：开放给用户自定义，典型场景：
- 周期性采样触发（ADC 定时采样）；
- 通信协议定时（UART 超时检测、SPI 同步）；
- 运动控制（电机 PWM 斩波、位置环周期）；
- 故障检测（过流保护延时、看门狗备用）。

2. 32bit 定时器的含义

32bit 定时器指 ** 计数寄存器（TIM）和周期寄存器（PRD）** 为 32 位宽度，计数范围0~2³²-1（0~4294967295）。相比 16 位定时器（仅 0~65535），无需多级分频即可实现更长定时周期（如 150MHz 系统时钟下，无分频最大定时约 28.6 秒，16 位仅 0.437ms）。

3. 计数部分与预分频部分的分工

计数部分 ：由 32 位周期寄存器PRDH:PRD和计数寄存器TIMH:TIM组成，采用递减计数：TIM 从 PRD 值递减至 0 时触发中断，自动重载 PRD 重新计数。
预分频部分 ：由预订标寄存器TPRH:TPR和预订标计数器PSC组成，对定时器时钟（TIMCLK）分频：PSC 从 TPR 值递减至 0 时，TIM 才减 1，进一步延长定时周期。

4. XH:X 如何表示 32bit？

XH是高 16 位寄存器 ，X是低 16 位寄存器，拼接为完整 32 位数据：

TPRH:TPR：32 位预分频值；
TIMH:TIM：32 位计数值；
PRDH:PRD：32 位周期值。示例：TPRH=0x0001、TPR=0x0000，则 32 位预分频值为0x00010000（65536）。

二、定时器硬件结构与寄存器定义

1. 寄存器集合结构体`CPUTIMER_REGS`

该结构体直接映射硬件寄存器，定义定时器的核心配置：

cpp 复制代码

// CPU定时器寄存器集合（硬件映射）
struct CPUTIMER_REGS {
   union TIM_GROUP TIM;   // 32位计数寄存器（TIMH:TIM）：存储当前计数值，递减计数
   union PRD_GROUP PRD;   // 32位周期寄存器（PRDH:PRD）：计数重载值
   union TCR_REG   TCR;   // 控制寄存器：配置启停、中断使能、重载等
   Uint16          rsvd1; // 保留位：硬件对齐/预留
   union TPR_REG   TPR;   // 预分频低位寄存器（低16位）
   union TPRH_REG  TPRH;  // 预分频高位寄存器（高16位，TPRH:TPR组成32位预分频值）
};

2. 辅助变量结构体`CPUTIMER_VARS`

封装定时器配置与状态，便于上层调用

cpp 复制代码

// 定时器辅助变量（配置/状态封装）
struct CPUTIMER_VARS {
   volatile struct  CPUTIMER_REGS  *RegsAddr; // 指向定时器寄存器基地址
   Uint32    InterruptCount;                 // 中断计数：统计触发次数
   float   CPUFreqInMHz;                     // 系统时钟频率（MHz）：用于周期计算
   float   PeriodInUSec;                     // 目标定时周期（微秒）
};

三、定时器初始化代码逐行解析

1. 通用初始化函数`InitCpuTimers`

该函数将定时器初始化为 "最长周期 + 停止状态"，避免上电误触发：

cpp 复制代码

void InitCpuTimers(void)
{
    // ------------------- Timer0初始化（用户自定义） -------------------
    CpuTimer0.RegsAddr = &CpuTimer0Regs; // 绑定Timer0寄存器地址
    CpuTimer0Regs.PRD.all  = 0xFFFFFFFF; // 周期设为最大值（最长定时）
    CpuTimer0Regs.TPR.all  = 0;          // 预分频低16位=0
    CpuTimer0Regs.TPRH.all = 0;          // 预分频高16位=0（无预分频）
    CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSS = 1;       // 停止定时器（TSS=1）
    CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB = 1;       // 重载计数寄存器（PRD→TIM）
    CpuTimer0.InterruptCount = 0;        // 重置中断计数

    // ------------------- Timer1/2初始化（预留RTOS） -------------------
    // 注：Timer1/2预留给DSP-BIOS/RTOS，勿随意修改
    CpuTimer1.RegsAddr = &CpuTimer1Regs;
    CpuTimer2.RegsAddr = &CpuTimer2Regs;
    CpuTimer1Regs.PRD.all  = 0xFFFFFFFF;
    CpuTimer2Regs.PRD.all  = 0xFFFFFFFF;
    CpuTimer1Regs.TPR.all  = 0;
    CpuTimer1Regs.TPRH.all = 0;
    CpuTimer2Regs.TPR.all  = 0;
    CpuTimer2Regs.TPRH.all = 0;
    CpuTimer1Regs.TCR.bit.TSS = 1;
    CpuTimer2Regs.TCR.bit.TSS = 1;
    CpuTimer1Regs.TCR.bit.TRB = 1;
    CpuTimer2Regs.TCR.bit.TRB = 1;
    CpuTimer1.InterruptCount = 0;
    CpuTimer2.InterruptCount = 0;
}

2. Timer0 专属初始化函数`TIM0_Init`

该函数完成 Timer0 的时钟使能、中断配置、参数初始化：

cpp 复制代码

// Timer0初始化：Freq=系统时钟(MHz)，Period=定时周期(us)
void TIM0_Init(float Freq, float Period)
{
    EALLOW; // 允许访问受保护寄存器
    SysCtrlRegs.PCLKCR3.bit.CPUTIMER0ENCLK = 1; // 使能Timer0外设时钟
    EDIS;   // 禁止访问受保护寄存器

    // 配置中断向量：Timer0中断服务函数→TINT0向量
    EALLOW;
    PieVectTable.TINT0 = &TIM0_IRQn;
    EDIS;

    // 基础配置（同InitCpuTimers）
    CpuTimer0.RegsAddr = &CpuTimer0Regs;
    CpuTimer0Regs.PRD.all  = 0xFFFFFFFF;
    CpuTimer0Regs.TPR.all  = 0;
    CpuTimer0Regs.TPRH.all = 0;
    CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSS = 1;
    CpuTimer0Regs.TCR.bit.TRB = 1;
    CpuTimer0.InterruptCount = 0;

    ConfigCpuTimer(&CpuTimer0, Freq, Period); // 计算并设置实际周期值

    CpuTimer0Regs.TCR.bit.TSS = 0; // 启动定时器（TSS=0）

    // 中断使能配置
    IER |= M_INT1;                  // 使能CPU第1组中断
    PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx7 = 1; // 使能PIE第1组第7个中断（Timer0）
    EINT; // 使能全局中断
    ERTM; // 使能实时调试中断
}

四、定时周期计算原理与公式

1. 核心公式定义

符号	含义	单位
X	系统时钟频率	MHz
TDDRH:TDDR	32 位预分频配置值	无（数值）
PRDH:PRD	32 位周期配置值	无（数值）

公式 1（预分频后计数时钟周期）：计算 "TIM 减 1" 对应的时间（最小定时单位）：

公式 2（总定时周期）：计算定时器从计数到中断的总时间：

2. 关键逻辑说明

预分频系数 / 计数次数需+1：定时器从配置值递减至 0 触发动作，实际次数比配置值多 1；
×10⁻⁶：将 MHz 对应的 "微秒级周期" 转换为秒。

五、实战应用：多定时器配置与主循环

电路图如下

1. main 函数中的定时器使用

cpp 复制代码

void main()
{
    int i = 0;

    InitSysCtrl();    // 初始化系统控制（时钟/PLL等）
    InitPieCtrl();    // 初始化PIE中断控制器
    IER = 0x0000;     // 禁用所有CPU中断
    IFR = 0x0000;     // 清除中断标志
    InitPieVectTable();// 初始化PIE向量表

    LED_Init();       // 初始化LED硬件

    // 配置三个定时器：不同周期
    TIM0_Init(150, 500000);  // Timer0：500ms中断
    TIM1_Init(150, 1000000); // Timer1：1s中断
    TIM2_Init(150, 1500000); // Timer2：1.5s中断

    // 主循环
    while(1)
    {
        i++;
        if(i % 2000 == 0)
        {
            LED14_TOGGLE; // 每2000次循环切换LED14（约200ms）
        }
        DELAY_US(100);    // 软件延时100us
    }
}

2. 逻辑说明

三个定时器分别以 500ms、1s、1.5s 周期触发中断，可在各自中断服务函数中实现不同任务（如 LED 翻转、数据采样）；
主循环通过DELAY_US(100)和计数器实现 LED 的 200ms 周期翻转，与定时器中断形成 "软件延时 + 硬件定时" 的双层任务调度。

六、总结与拓展

DSP28335 的 CPU 定时器凭借 32 位宽和灵活的预分频设计，能满足从微秒级到秒级的定时需求。核心要点：

明确定时器分工：Timer0/1 用户自定义，Timer2 预留 RTOS；
掌握 32 位寄存器拼接逻辑（XH:X）；
熟练运用定时周期公式，根据系统时钟和目标周期反推寄存器配置；
中断配置需注意 PIE 向量表映射和中断使能层级（CPU 级→PIE 级）。

DSP28335 CPU 定时器深度解析：从原理到实战

一、定时器核心概念扫盲

1. 三个定时器的分工与使用场景

2. 32bit 定时器的含义

3. 计数部分与预分频部分的分工

4. XH:X 如何表示 32bit？

二、定时器硬件结构与寄存器定义

1. 寄存器集合结构体CPUTIMER_REGS

2. 辅助变量结构体CPUTIMER_VARS

三、定时器初始化代码逐行解析

1. 通用初始化函数InitCpuTimers

2. Timer0 专属初始化函数TIM0_Init

四、定时周期计算原理与公式

1. 核心公式定义

2. 关键逻辑说明

五、实战应用：多定时器配置与主循环

1. main 函数中的定时器使用

2. 逻辑说明

六、总结与拓展

1. 寄存器集合结构体`CPUTIMER_REGS`

2. 辅助变量结构体`CPUTIMER_VARS`

1. 通用初始化函数`InitCpuTimers`

2. Timer0 专属初始化函数`TIM0_Init`