/** * @file device/Timer.cpp * @brief 底层设备驱动与外设封装源文件 * @note 本文件仅补充 Doxygen 文档注释，不改变代码逻辑。 */ #include "Timer.h" #include "Can.h" #include "FOC.h" #include "Timer.h" #include "gd32c10x.h" #include "gd32c10x_gpio.h" #include "gd32c10x_misc.h" #include "gd32c10x_rcu.h" #include "gd32c10x_timer.h" #include "initial.h" volatile u32 total_us100_counter = 0; // 总计数器，每 100 微秒增加 1 extern u16 adc_value[3]; extern FOC_Controller FOC; extern TaskScheduler scheduler; extern CAN_transmiter CAN0_transmiter; // 添加系统运行时间计数器 extern u32 cnt_test; // 任务调度查找表 - 每 100us 执行的任务 (1ms 周期内) static const u32 task_schedule_100us[10] = { (1u << TASK_MCU_TEMP_UPDATE), // 0: MCU 温度更新 (1u << TASK_DRV_TEMP_UPDATE), // 1: 驱动温度更新 (1u << TASK_VBUS_UPDATE), // 2: 电压更新 0, // 3: 空闲 0, // 4: 空闲 0, // 5: 空闲 0, // 6: 空闲 0, // 7: 空闲 0, // 8: 空闲 (1u << TASK_CAN_TRANSMIT) // 9: CAN 发送 }; // 任务调度查找表 - 每 1ms 执行的任务 (10ms 周期内) static const u32 task_schedule_1ms[10] = { (1u << TASK_THERMAL_CONTROL), // 0: 热量控制 (1u << TASK_MAGNETIC_CHECK), // 1: 磁感应强度检测 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 // 空闲 }; // 任务调度查找表 - 每 10ms 执行的任务 (100ms 周期内) static const u32 task_schedule_10ms[10] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 // 当前无任务，预留扩展 }; // 任务调度查找表 - 每 100ms 执行的任务 (1s 周期内) static const u32 task_schedule_100ms[10] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 // 当前无任务，预留扩展 }; /** * @brief 设置引脚中断优先级 * @return void * * 设置引脚中断优先级 */ void nvic_config(void) { /* 设置 NVIC 优先级分组，1 位抢占优先级，3 位响应优先级 */ nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2); /* 使能 TIMER2 中断，设置抢占优先级为 1，子优先级为 1 */ nvic_irq_enable(TIMER2_IRQn, 0, 1); nvic_irq_enable(ADC0_1_IRQn, 0, 0); nvic_irq_enable(TIMER1_IRQn, 0, 2); } /** * @brief 配置定时器 2-任务管理 * @return void * * 配置定时器 2，用于定时执行 FOC 控制、采样、CAN 发送等任务 */ void TIMER2_config(void) { /* ---------------------------------------------------------------------------- TIMER2 Configuration: TIMER2CLK = SystemCoreClock/120 = 1MHz, the period is 100us(100/1000000 = 100us). ---------------------------------------------------------------------------- */ timer_parameter_struct timer_struct; /* 使能 TIMER2 时钟 */ rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER2); /* 复位 TIMER2 外设到默认状态 */ timer_deinit(TIMER2); /* 初始化 TIMER 初始化参数结构体 */ timer_struct_para_init(&timer_struct); /* TIMER2 配置参数设置 */ timer_struct.prescaler = TIMER2_PRESCALER; /* 预分频值：120 分频 (从 0 开始计数) */ timer_struct.alignedmode = TIMER_COUNTER_EDGE; /* 边沿对齐模式 */ timer_struct.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP; /* 向上计数模式 */ timer_struct.period = TIMER2_PERIOD; /* 自动重装载值：100 次计数 (从 0 开始计数) */ timer_struct.clockdivision = TIMER_CKDIV_DIV1; /* 时钟分频值：1 分频 */ timer_init(TIMER2, &timer_struct); /* 清除更新中断标志位 */ timer_interrupt_flag_clear(TIMER2, TIMER_INT_FLAG_UP); /* 使能更新中断 */ timer_interrupt_enable(TIMER2, TIMER_INT_UP); /* 使能 TIMER2 */ timer_enable(TIMER2); } /** * @brief 配置 TIMER2-任务管理中断 * @return void */ void User_timer_init(void) { /* 配置 TIMER2 */ TIMER2_config(); /* 配置 TIMER2 中断 */ nvic_config(); } /** * @brief TIMER2-任务管理中断处理函数 (优化版) * @return void * @note 使用查找表替代多层 switch-case，减少代码复杂度和执行时间 * 中断周期：50us * - 每 50us: 电机控制任务 (角度、速度更新) * - 每 100us: 传感器采样、CAN 通信 * - 每 1ms: 热量控制、磁检 * - 每 10ms/100ms/1s: 预留扩展任务 */ void TIMER2_IRQHandler(void) { // 快速路径：检查并清除中断标志 if (timer_interrupt_flag_get(TIMER2, TIMER_INT_UP) == RESET) { return; } timer_interrupt_flag_clear(TIMER2, TIMER_INT_UP); // 固定任务：每 50us 执行电机控制 scheduler.taskFlags |= (1u << TASK_ANGLE_UPDATE) | (1u << TASK_VELOCITY_UPDATE) | (1u << TASK_MOTOR_CONTROL); // 每 100us 执行一次的任务（使用位运算替代布尔变量） static u32 call_counter = 0; call_counter++; if ((call_counter & 1u) == 0u) { // 偶数次调用（每 100us） // 使用查找表设置 1ms 周期内的任务 scheduler.taskFlags |= task_schedule_100us[total_us100_counter]; total_us100_counter++; if (total_us100_counter >= 10u) { total_us100_counter = 0; // 每 1ms 执行的任务 static u32 ms1_counter = 0; ms1_counter++; if (ms1_counter >= 10u) { ms1_counter = 0; // 每 10ms 执行的任务 static u32 ms10_counter = 0; ms10_counter++; if (ms10_counter >= 10u) { ms10_counter = 0; // 每 100ms 执行的任务 static u32 ms100_counter = 0; ms100_counter++; if (ms100_counter >= 10u) { ms100_counter = 0; // 每 1s 任务预留位置 } scheduler.taskFlags |= task_schedule_100ms[ms100_counter]; } scheduler.taskFlags |= task_schedule_10ms[ms10_counter]; } scheduler.taskFlags |= task_schedule_1ms[ms1_counter]; } } } /** * @brief TIMER1-PWM GPIO 配置函数 */ void timer1_gpio_config(void) { // 时钟使能 rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA); rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB); rcu_periph_clock_enable(RCU_AF); rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER1); // TIMER1 GPIO 初始化 gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_0); gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_1); gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_2); gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_12); gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_0); gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_12); /* 配置 TIMER1 完全重映射*/ gpio_pin_remap_config(GPIO_TIMER1_FULL_REMAP, DISABLE); } /** * @brief TIMER1-PWM 配置函数 */ void timer1_pwm_config(void) { timer_parameter_struct timer_initpara; timer_oc_parameter_struct timer_ocinitpara; // 使能 TIMER1 时钟 rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER1); // 复位 TIMER1 timer_deinit(TIMER1); // 配置 TIMER1 基本参数 timer_struct_para_init(&timer_initpara); timer_initpara.prescaler = TIMER1_PRESCALER; // 预分频器 timer_initpara.alignedmode = TIMER_COUNTER_CENTER_BOTH; // 中心对齐，给采样留对称平台窗 timer_initpara.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP; timer_initpara.period = TIMER1_PERIOD; // 计数周期 timer_initpara.clockdivision = TIMER_CKDIV_DIV1; timer_init(TIMER1, &timer_initpara); // 配置通道输出参数 timer_channel_output_struct_para_init(&timer_ocinitpara); timer_ocinitpara.outputstate = TIMER_CCX_ENABLE; timer_ocinitpara.ocpolarity = TIMER_OC_POLARITY_HIGH; // 配置三个通道为 PWM 模式 timer_channel_output_config(TIMER1, TIMER_CH_0, &timer_ocinitpara); timer_channel_output_config(TIMER1, TIMER_CH_1, &timer_ocinitpara); timer_channel_output_config(TIMER1, TIMER_CH_2, &timer_ocinitpara); // 配置第四个通道 (CH3) 为固定采样点，只用于导出 ADC 触发 timer_ocinitpara.outputstate = TIMER_CCX_DISABLE; // 不输出 PWM 波形，仅用于比较事件 timer_ocinitpara.ocpolarity = TIMER_OC_POLARITY_HIGH; timer_channel_output_config(TIMER1, TIMER_CH_3, &timer_ocinitpara); // 设置 PWM 模式和占空比 timer_channel_output_mode_config(TIMER1, TIMER_CH_0, TIMER_OC_MODE_PWM0); timer_channel_output_mode_config(TIMER1, TIMER_CH_1, TIMER_OC_MODE_PWM0); timer_channel_output_mode_config(TIMER1, TIMER_CH_2, TIMER_OC_MODE_PWM0); timer_channel_output_mode_config(TIMER1, TIMER_CH_3, TIMER_OC_MODE_PWM0); // CH3 也设为 PWM 模式 /* 将 CH3 预装载比较点作为 TRGO 导出，供 ADC injected 组同步采样 */ timer_master_output_trigger_source_select(TIMER1, TIMER_TRI_OUT_SRC_O3CPRE); timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, TIMER_CH_0, TIMER1_DEFAULT_PULSE); timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, TIMER_CH_1, TIMER1_DEFAULT_PULSE); timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, TIMER_CH_2, TIMER1_DEFAULT_PULSE); // 设置 CH3 为固定 ADC 采样点，避免与三相 PWM duty 耦合 timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, TIMER_CH_3, TIMER1_CH3_COMPARE_VALUE); // 使能主输出和自动重载 timer_primary_output_config(TIMER1, ENABLE); timer_auto_reload_shadow_enable(TIMER1); // 启动 TIMER1 timer_enable(TIMER1); } // CH3 现在仅作为 TRGO 采样点保留；采样完成由 ADC injected 中断接管 /** * @brief TIMER1 中断处理函数 * @return void */ void TIMER1_IRQHandler(void) { if (timer_interrupt_flag_get(TIMER1, TIMER_INT_FLAG_CH3) != RESET) { timer_interrupt_flag_clear(TIMER1, TIMER_INT_FLAG_CH3); } } /*! \brief set PWM \param[in] channel: TIMER_CH_0/TIMER_CH_1/TIMER_CH_2/TIMER_CH_3 (valid values: 0, 1, 2, 3) \param[in] pulse: PWM pulse value \param[out] none \retval none \note The channel parameter must be between 0 and 3 inclusive. */ void Set_Pwm(u16 channel, float duty_cycle) { float pulse = duty_cycle * TIMER1_PERIOD; if (channel <= 3) { timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER1, channel, pulse); } else { } // Ensure channel is within valid range } /*! \brief set PWM \param[in] channel: TIMER_CH_0/TIMER_CH_1/TIMER_CH_2/TIMER_CH_3 (valid values: 0, 1, 2, 3) \param[in] pulse: PWM pulse value \param[out] none \retval none \note The channel parameter must be between 0 and 3 inclusive. */ void Set_3Pwm(float duty_cycle0, float duty_cycle1, float duty_cycle2) { // 直接写寄存器 TIMER_CH0CV(TIMER1) = (uint32_t)(duty_cycle0 * TIMER1_PERIOD); TIMER_CH1CV(TIMER1) = (uint32_t)(duty_cycle1 * TIMER1_PERIOD); TIMER_CH2CV(TIMER1) = (uint32_t)(duty_cycle2 * TIMER1_PERIOD); }