5.7 Timer 设备

学习阁2026/7/19大约 2 分钟设备驱动驱动Timer定时器PWM

5.7 Timer 设备

📚 本节导读

学习时长：约 30 分钟
难度级别：⭐⭐⭐☆☆
前置知识：第 5.1 节设备驱动框架

🎯 学习目标

理解 OneOS 硬件定时器驱动框架
掌握定时器模式的配置和超时回调
了解 PWM 输出和编码器模式
掌握定时器设备的使用流程

一、概述

Timer 设备是 OneOS 对 MCU 硬件定时器的统一抽象。源码位于 drivers/timer/，核心头文件 timer.h（第 44-48 行定义 os_clockval_t），时钟事件管理位于 clockevent.h，高精度定时器位于 hrtimer.h。

高精度定时触发
PWM 波形输出（电机控制、LED 调光）
脉冲计数与编码器接口

二、核心数据结构

2.1 定时器设备

typedef struct os_device_timer
{
    struct os_device           parent;        /* 继承自 os_device_t */
    const struct os_timer_ops *ops;           /* 定时器操作接口 */
    os_timer_mode_t            mode;          /* 定时器模式 */
    os_uint32_t                freq;          /* 定时器频率 */
    os_uint32_t                period;        /* 周期（微秒） */
    void                     (*callback)(void *arg); /* 超时回调 */
    void                      *user_data;    /* 用户数据 */
} os_device_timer_t;

2.2 定时器模式

typedef enum
{
    OS_TIMER_MODE_ONESHOT,        /* 单次模式 */
    OS_TIMER_MODE_PERIODIC,       /* 周期模式 */
    OS_TIMER_MODE_PWM,            /* PWM 输出模式 */
    OS_TIMER_MODE_ENCODER,        /* 编码器模式 */
    OS_TIMER_MODE_CAPTURE,        /* 输入捕获模式 */
} os_timer_mode_t;

三、核心 API

/* 打开/关闭定时器设备 */
os_device_t *os_device_open(const char *name);
os_err_t os_device_close(os_device_t *dev);

/* 配置定时器模式 */
os_err_t os_timer_set_mode(os_device_t *dev, os_timer_mode_t mode);

/* 设置超时周期 */
os_err_t os_timer_set_period(os_device_t *dev, os_uint32_t period_us);

/* 设置超时回调 */
os_err_t os_timer_set_callback(os_device_t *dev, void (*callback)(void *arg));

/* 启动/停止定时器 */
os_err_t os_timer_start(os_device_t *dev);
os_err_t os_timer_stop(os_device_t *dev);

/* 读取当前计数值 */
os_uint32_t os_timer_read(os_device_t *dev);

四、使用示例

4.1 周期定时触发

#include <device.h>
#include <timer.h>

void timer_callback(void *arg)
{
    os_kprintf("Timer fired!\r\n");
    /* 周期性执行的任务 */
}

void timer_demo(void)
{
    os_device_t *timer;

    /* 打开定时器设备 */
    timer = os_device_open("timer2");
    if (timer == NULL) return;

    /* 配置周期模式 */
    os_timer_set_mode(timer, OS_TIMER_MODE_PERIODIC);
    os_timer_set_period(timer, 1000000);  /* 1 秒 */
    os_timer_set_callback(timer, timer_callback);

    /* 启动定时器 */
    os_timer_start(timer);
}

4.2 PWM 输出

void pwm_demo(void)
{
    os_device_t *pwm;

    pwm = os_device_open("pwm1");
    os_timer_set_mode(pwm, OS_TIMER_MODE_PWM);
    os_timer_set_period(pwm, 1000);  /* 1KHz */
    os_timer_start(pwm);
}

📝 本节小结

Timer 设备提供硬件定时器的高精度抽象
支持多种模式：单次/周期/PWM/编码器/输入捕获
通过 os_timer_set_callback 设置超时回调
适用于需要硬件级定时精度的场景