HC32 Timer0 定时中断 — 双通道周期翻转 LED

Wed, 09 Sep 2026 09:00:00 +0800

Timer0 定时中断：双通道周期翻转 LED

源码路径：example/HC32F460JEUA/3.timer0/BaseTimer/source/main.c

1. 功能简介

上一个 GPIO 例子里，我们用 Ddl_Delay1ms(500) 死等 500 毫秒来闪灯。这么做 CPU 在等待期间什么也干不了，纯属浪费。

这个例子换个高级做法：用 Timer0 定时器来控制时间。定时器自己在后台数数，数到设定值就触发一次中断，在中断函数里翻转 LED。整个过程 CPU 不用等待，可以去干别的事——时间到了定时器自然会「叫」它。

具体做了什么：

ChannelA（A 通道）：用异步模式（外部 32.768kHz 晶振），定时约 0.5 秒，中断里翻转绿灯。
ChannelB（B 通道）：用同步模式（内部 PCLK1 时钟），定时约 0.5 秒，中断里翻转蓝灯。

两个通道独立运行，各自闪各自的灯，演示 Timer0 两种时钟模式可以同时工作。

顺便说 PWM：如果把「翻转 LED」改成「翻转一个输出引脚」，Timer0 定时中断产生的就是一个固定频率的方波——这就是软件方波/软件 PWM 的雏形。真正的硬件 PWM（占空比可调、不占 CPU）要用 TimerA/TimerB，思路一脉相承。

2. 硬件准备

用 HC32F460JEUA KIT 开发板，板载 LED，无需接线。

绿灯：PA1（ChannelA 控制）
蓝灯：PA2（ChannelB 控制）

异步模式用到外部 32.768kHz 晶振（XTAL32）。开发板通常已经焊好这颗表晶。如果你用的是自制板、没焊 XTAL32，那 A 通道会不工作（数数没时钟源），此时只有蓝灯闪。

   HC32F460 开发板
 ┌───────────────────┐
 │  PA1 ──▶ 绿灯      │  ← Timer0 ChannelA（异步 XTAL32）翻转
 │  PA2 ──▶ 蓝灯      │  ← Timer0 ChannelB（同步 PCLK1）翻转
 │                   │
 │  XTAL32 (32.768k) │  ← 异步模式的时钟源，板载表晶
 └───────────────────┘

3. 完整代码

#include "hc32_ddl.h"

/* Timer0 单元和中断源定义 */
#define TMR_UNIT       (M4_TMR02)          // 用 Timer0 的第 2 个单元
#define TMR_INI_GCMA   (INT_TMR02_GCMA)    // A 通道比较匹配中断源
#define TMR_INI_GCMB   (INT_TMR02_GCMB)    // B 通道比较匹配中断源

/* 开 Timer0_2 外设时钟的宏 */
#define ENABLE_TMR0()  (PWC_Fcg2PeriphClockCmd(PWC_FCG2_PERIPH_TIM02, Enable))

__IO uint16_t u16cmp = 0u;   // __IO = volatile，防编译器把它优化掉
__IO uint16_t u16cnt = 0u;

/* ---------- A 通道中断回调：翻转绿灯 ---------- */
void Timer0A_CallBack(void)
{
    BSP_LED_Toggle(LED_GREEN);
}

/* ---------- B 通道中断回调：翻转蓝灯 ---------- */
void Timer0B_CallBack(void)
{
    BSP_LED_Toggle(LED_BLUE);
}

int32_t main(void)
{
    stc_tim0_base_init_t stcTimerCfg;      // Timer0 基础配置结构体
    stc_irq_regi_conf_t  stcIrqRegiConf;   // 中断注册配置结构体
    stc_port_init_t      stcPortInit;

    uint32_t u32Pclk1;
    stc_clk_freq_t stcClkTmp;
    uint32_t u32tmp;

    /* 三个结构体都先清零 */
    MEM_ZERO_STRUCT(stcTimerCfg);
    MEM_ZERO_STRUCT(stcIrqRegiConf);
    MEM_ZERO_STRUCT(stcPortInit);

    BSP_CLK_Init();          // 系统时钟初始化
    BSP_LED_Init();          // LED 初始化

    /* 读取当前 PCLK1 频率（同步模式算比较值要用）*/
    CLK_GetClockFreq(&stcClkTmp);
    u32Pclk1 = stcClkTmp.pclk1Freq;

    CLK_Xtal32Cmd(Enable);   // 使能外部 32.768kHz 晶振（异步模式的时钟源）

    ENABLE_TMR0();           // 开 Timer0 外设时钟

    /* ========== 配置 A 通道：异步模式，XTAL32 时钟 ========== */
    stcTimerCfg.Tim0_CounterMode      = Tim0_Async;      // 异步
    stcTimerCfg.Tim0_AsyncClockSource = Tim0_XTAL32;     // 用 32.768kHz 晶振
    stcTimerCfg.Tim0_ClockDivision    = Tim0_ClkDiv4;    // 4 分频
    /* 比较值：32000/4/2-1，定时约 0.5 秒 */
    stcTimerCfg.Tim0_CmpValue         = (uint16_t)(32000u/4u/2u - 1u);
    TIMER0_BaseInit(TMR_UNIT, Tim0_ChannelA, &stcTimerCfg);

    TIMER0_IntCmd(TMR_UNIT, Tim0_ChannelA, Enable);      // 使能 A 通道中断

    /* --- 注册 A 通道中断（HC32 特色四件套）--- */
    stcIrqRegiConf.enIRQn      = Int001_IRQn;            // 用向量号 1
    stcIrqRegiConf.enIntSrc    = TMR_INI_GCMA;           // 中断源 = A 通道比较匹配
    stcIrqRegiConf.pfnCallback = &Timer0A_CallBack;      // 绑定回调
    enIrqRegistration(&stcIrqRegiConf);                  // 注册
    NVIC_ClearPendingIRQ(stcIrqRegiConf.enIRQn);         // 清挂起
    NVIC_SetPriority(stcIrqRegiConf.enIRQn, DDL_IRQ_PRIORITY_15);  // 优先级
    NVIC_EnableIRQ(stcIrqRegiConf.enIRQn);               // 使能 NVIC

    /* ========== 配置 B 通道：同步模式，PCLK1 时钟 ========== */
    stcTimerCfg.Tim0_CounterMode      = Tim0_Sync;       // 同步
    stcTimerCfg.Tim0_SyncClockSource  = Tim0_Pclk1;      // 用 PCLK1
    stcTimerCfg.Tim0_ClockDivision    = Tim0_ClkDiv1024; // 1024 分频
    /* 比较值：PCLK1/1024/2-1，定时约 0.5 秒 */
    stcTimerCfg.Tim0_CmpValue         = (uint16_t)(u32Pclk1/1024ul/2ul - 1ul);
    TIMER0_BaseInit(TMR_UNIT, Tim0_ChannelB, &stcTimerCfg);

    TIMER0_IntCmd(TMR_UNIT, Tim0_ChannelB, Enable);

    /* --- 注册 B 通道中断 --- */
    stcIrqRegiConf.enIRQn      = Int002_IRQn;            // 换个向量号 2
    stcIrqRegiConf.enIntSrc    = TMR_INI_GCMB;           // 中断源 = B 通道
    stcIrqRegiConf.pfnCallback = &Timer0B_CallBack;
    enIrqRegistration(&stcIrqRegiConf);
    NVIC_ClearPendingIRQ(stcIrqRegiConf.enIRQn);
    NVIC_SetPriority(stcIrqRegiConf.enIRQn, DDL_IRQ_PRIORITY_15);
    NVIC_EnableIRQ(stcIrqRegiConf.enIRQn);

    /* ========== 启动两个通道 ========== */
    TIMER0_Cmd(TMR_UNIT, Tim0_ChannelA, Enable);
    TIMER0_Cmd(TMR_UNIT, Tim0_ChannelB, Enable);

    while(1)
    {
        /* 读 B 通道计数值（同步模式可直接读）*/
        u16cnt = TIMER0_GetCntReg(TMR_UNIT, Tim0_ChannelB);
        u16cmp = TIMER0_GetCntReg(TMR_UNIT, Tim0_ChannelB);

        /* 读 A 通道计数值（异步模式要先停再读，读完再开）*/
        TIMER0_Cmd(TMR_UNIT, Tim0_ChannelA, Disable);
        u16cnt = TIMER0_GetCntReg(TMR_UNIT, Tim0_ChannelA);
        u16cmp = TIMER0_GetCntReg(TMR_UNIT, Tim0_ChannelA);
        TIMER0_Cmd(TMR_UNIT, Tim0_ChannelA, Enable);

        /* 简单空转延时 */
        u32tmp = 0xFFFFFul;
        while(u32tmp--){ ; }
    }
}

4. 代码分段讲解

4.1 中断回调放在最前面

1
2

void Timer0A_CallBack(void) { BSP_LED_Toggle(LED_GREEN); }
void Timer0B_CallBack(void) { BSP_LED_Toggle(LED_BLUE); }

这两个函数就是「闹钟响了要做的事」。Timer0 A 通道数到点了 → 系统自动调用 Timer0A_CallBack → 翻转绿灯。B 通道同理翻转蓝灯。

中断回调里要尽量短、尽量快——只翻转个 LED 这种轻活可以，别在里面写 printf、delay 这种耗时操作，否则会拖累整个系统响应。

4.2 A 通道：异步模式

stcTimerCfg.Tim0_CounterMode      = Tim0_Async;
stcTimerCfg.Tim0_AsyncClockSource = Tim0_XTAL32;   // 32.768kHz 晶振
stcTimerCfg.Tim0_ClockDivision    = Tim0_ClkDiv4;
stcTimerCfg.Tim0_CmpValue         = (uint16_t)(32000u/4u/2u - 1u);

异步模式用外部低速晶振数数。比较值 32000/4/2-1 = 3999：

32000 是晶振频率（约 32.768k，代码取整算）
/4 是分频
/2 是因为「翻转」需要两次中断才完成一个亮灭周期，所以半周期用 0.5 秒
-1 是因为从 0 数起，数到 3999 其实是 4000 个数

用异步模式前必须先 CLK_Xtal32Cmd(Enable) 把这颗晶振打开。

4.3 B 通道：同步模式

stcTimerCfg.Tim0_CounterMode     = Tim0_Sync;
stcTimerCfg.Tim0_SyncClockSource = Tim0_Pclk1;
stcTimerCfg.Tim0_ClockDivision   = Tim0_ClkDiv1024;
stcTimerCfg.Tim0_CmpValue        = (uint16_t)(u32Pclk1/1024ul/2ul - 1ul);

同步模式用内部 PCLK1（频率比 32k 高得多，所以要 1024 大分频才不至于溢出）。比较值这次是动态算的——先用 CLK_GetClockFreq() 读出当前 PCLK1 的实际频率，再套公式。这样即使换了时钟配置，定时时间也能自动保持 0.5 秒，比写死一个数字更稳。

4.4 中断注册——HC32 的独特之处

stcIrqRegiConf.enIRQn      = Int001_IRQn;       // A 用向量 1
stcIrqRegiConf.enIntSrc    = TMR_INI_GCMA;      // 绑定 A 通道中断源
stcIrqRegiConf.pfnCallback = &Timer0A_CallBack; // 绑定回调
enIrqRegistration(&stcIrqRegiConf);
NVIC_ClearPendingIRQ(...);
NVIC_SetPriority(..., DDL_IRQ_PRIORITY_15);     // 15 是最低优先级
NVIC_EnableIRQ(...);

这是 HC32 和 STM32 最大的不同。STM32 中断函数名固定；HC32 要你手动把中断源绑到某个向量号。注意 A 用 Int001_IRQn、B 用 Int002_IRQn——两个中断必须用不同的向量号，否则会互相冲突。

流程口诀：注册 → 清挂起 → 设优先级 → 使能 NVIC，四步一个都不能少。

4.5 主循环里读计数值的小细节

/* 异步通道要先停再读 */
TIMER0_Cmd(TMR_UNIT, Tim0_ChannelA, Disable);
u16cnt = TIMER0_GetCntReg(TMR_UNIT, Tim0_ChannelA);
TIMER0_Cmd(TMR_UNIT, Tim0_ChannelA, Enable);

主循环读计数值只是为了演示怎么读。异步模式有个坑：因为它用的是和 CPU 不同步的外部时钟，直接读计数寄存器可能读到「正在变化中」的错误值，所以要先停计数、读完再启动。同步模式没这问题，可以直接读。

5. 实验现象

烧录后：

绿灯每约 1 秒闪一次（A 通道异步定时驱动）。
蓝灯每约 1 秒闪一次（B 通道同步定时驱动）。

两个灯独立闪烁。和 GPIO 例子肉眼看着类似，但本质完全不同：这里 CPU 没有死等延时，闪灯完全由定时器中断驱动，CPU 主循环是空闲的（可以拿去做别的事）。

如果你的板子没有 XTAL32 晶振，绿灯不会闪，只有蓝灯闪。

6. 常见问题

Q1：绿灯不闪，只有蓝灯闪？

异步模式依赖外部 32.768kHz 晶振。板子没焊 XTAL32、或 CLK_Xtal32Cmd(Enable) 没生效，A 通道就没时钟数不了数。

Q2：两个灯都不闪？

检查 PWC_Fcg2PeriphClockCmd(PWC_FCG2_PERIPH_TIM02, Enable) 时钟开了没。
检查中断注册是不是漏了某一步（尤其 NVIC_EnableIRQ）。

Q3：中断进不去 / 回调不执行？

A、B 两个通道的向量号是不是用了不同的（Int001 和 Int002）？用了同一个会冲突。
enIntSrc 是不是填对了（A 用 GCMA，B 用 GCMB）？

Q4：闪的频率不对，不是 1 秒？

同步模式的比较值依赖 PCLK1 频率。如果 BSP_CLK_Init() 没调、或 CLK_GetClockFreq 读的值不对，算出来的比较值就偏。

Q5：__IO 是什么？能删吗？

__IO 就是 volatile。它告诉编译器「这个变量随时可能被中断改动，不要优化」。中断和主循环共享的变量都要加，删了可能出诡异 bug。

7. 小结

Timer0 定时中断 = 让定时器在后台数数，数到点自动触发中断，CPU 不用死等。
两种模式：异步（XTAL32，省电）、同步（PCLK1，高速），可同时跑。
定时时间靠比较值 + 分频算，公式：(比较值+1)×分频÷频率。
HC32 中断要手动注册，多个中断用不同向量号。
中断和主循环共享的变量记得加 __IO（volatile）。

8. 拓展应用

定时器是几乎所有正经项目的时间基准：

精确定时任务：每 1 秒采集温度、每 100ms 读一次传感器——把 Toggle 换成你的任务函数即可。
软件定时器框架：用一个定时器中断产生 1ms「滴答」，在中断里给多个计数器 +1，就能同时管理几十个不同周期的任务（这就是 RTOS 系统节拍 SysTick 的思想）。
按键消抖 / 扫描：每 10ms 定时扫描一次按键状态，比在主循环里瞎测稳得多。
产生方波 / 简易 PWM：在中断里翻转引脚就是方波发生器；想要占空比可调的真 PWM，进阶到 TimerA/TimerB。
超时检测：启动定时器，若在规定时间内没等到某事件（如串口没收到回复），就判定超时——通信协议里非常常用。
低功耗唤醒：异步模式 + XTAL32 能在 CPU 睡眠时继续计时，定时把系统唤醒，做省电的间歇采集设备。

EnIrqRegistration on CLing