PIT 定时器寄存器配置

本文整理自
17. PIT—周期中断定时器 — [野火]i.MX RT库开发实战指南——基于i.MXRT1052 文档

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一、PIT 定时器寄存器详解

PIT 定时器的功能实现依赖于一系列专用寄存器，不同寄存器负责控制时钟使能、计数模式、中断状态等关键环节。下表先对核心寄存器进行汇总，再逐一解析各寄存器的位段功能。

1.1 核心寄存器汇总

寄存器名称	寄存器描述
MCR	PIT 控制寄存器（全局使能、调试模式控制）
LTMR64H	64 位计数模式下的高 32 位数据寄存器（仅定时器 0/1 组合时使用）
LTMR64L	64 位计数模式下的低 32 位数据寄存器（仅定时器 0/1 组合时使用）
LDVALx	定时器 x（x=0~3）自动重装载值寄存器（设定计数周期）
CVALx	定时器 x（x=0~3）当前计数值寄存器（读取实时计数）
TCTRLx	定时器 x（x=0~3）控制寄存器（使能定时器、中断、连接模式）
TFLGx	定时器 x（x=0~3）状态标志寄存器（中断标志位）

1.2 关键寄存器位段解析

1.2.1 PIT 控制寄存器（MCR）

MCR 寄存器用于全局控制 PIT 定时器的使能状态和调试模式行为，仅 2 个有效位，其余位保留。

位段	名称	类型	复位值	描述
2~31	保留	-	0	无功能，读写无效
1	MDIS	R/W	1	PIT 全局使能控制：0 = 启用 PIT 定时器（时钟正常供给）1 = 禁用 PIT 定时器（时钟关闭，计数停止）
0	FRZ	R/W	0	调试模式控制：0 = 调试模式（如断点）时定时器继续运行1 = 调试模式时定时器停止运行（避免调试时时序混乱）

1.2.2 64 位计数数据寄存器（LTMR64H/LTMR64L）

当定时器 0 和定时器 1 组合为 64 位计数器时，这两个寄存器用于读取当前 64 位计数值，仅支持读操作。

寄存器	位段	名称	类型	复位值	描述
LTMR64H	23~0	LTMR64H	R	0	存储 64 位计数器的高 32 位（对应定时器 1 的当前值）
LTMR64L	23~0	LTMR64L	R	0	存储 64 位计数器的低 32 位（对应定时器 0 的当前值）

1.2.3 自动重装载值寄存器（LDVALx）

LDVALx 用于设定定时器 x 的计数周期，当定时器计数到 0 时，会自动重新加载该寄存器的值，实现周期性计数。

位段	名称	类型	复位值	描述
23~0	TSV	R/W	0	自动重装载值设定：1. 计数到 0 时，触发溢出标志（TFLGx [TIF]），若使能中断则生成中断；2. 写入新值后不会立即生效，需等待当前计数周期结束；3. 若需新值立即生效，需先停止定时器（TCTRLx [TEN]=0），写入后重新使能。

1.2.4 当前计数值寄存器（CVALx）

CVALx 用于读取定时器 x 的实时计数值，仅支持读操作，调试模式下值会冻结。

位段	名称	类型	复位值	描述
31~0	TVL	R	0	定时器当前计数值：1. 定时器使能（TEN=1）时，值随计数递减；2. 调试模式（FRZ=1）时，值保持不变。

1.2.5 定时器控制寄存器（TCTRLx）

TCTRLx 是定时器 x 的核心控制寄存器，负责使能定时器、中断和 64 位连接模式。

位段	名称	类型	复位值	描述
31~3	保留	-	0	无功能，读写无效
2	CHN	R/W	0	连接模式控制（仅定时器 1/2/3 支持，定时器 0 不支持）：0 = 不启用连接模式（独立 32 位定时器）1 = 启用连接模式（定时器 1 与 0 组合为 64 位定时器）
1	TIE	R/W	0	中断使能控制：0 = 禁用计数结束中断1 = 使能计数结束中断⚠️ 注意：若 TFLGx [TIF] 已为 1，开启 TIE 后会立即触发中断，需先清除 TIF 位。
0	TEN	R/W	0	定时器使能控制：0 = 禁用定时器（计数停止）1 = 启用定时器（开始递减计数）

1.2.6 状态标志寄存器（TFLGx）

TFLGx 仅包含 1 个有效位，用于指示定时器计数是否完成，需通过写 1 清除（W1C 类型）。

位段	名称	类型	复位值	描述
23~1	保留	-	0	无功能，读写无效
0	TIF	W1C	0	计数结束标志：1. 定时器计数到 0 时自动置 1，若使能中断则触发中断；2. 清除方式：向该位写 1（写 0 无效）；⚠️ 注意：开启中断前必须清除 TIF，否则会立即触发中断。

二、PIT 定时器常用配置流程

RT1052 PIT 定时器的配置逻辑简洁，核心分为 “独立 32 位模式” 和 “64 位连接模式”，以下分别介绍两种模式的配置步骤及定时时间计算方法。

2.1 独立 32 位模式配置（无连接、可选中断）

独立模式下，单个定时器（如定时器 0）作为 32 位计数器使用，适用于中等精度的定时需求（最大定时时间 = 2³² / 时钟频率）。

配置步骤：

1. 全局使能 PIT：配置 MCR 寄存器，设置 MDIS=0（启用 PIT 时钟），FRZ 按调试需求设为 0 或 1（如调试时需暂停则设为 1）。
2. 设定计数周期：向 LDVALx 寄存器写入自动重装载值 time（time 为计数次数，需根据定时需求计算）。
3. 中断配置（可选）：
   • 清除中断标志：向 TFLGx [TIF] 写 1，避免开启中断后立即触发。
   • 使能中断：设置 TCTRLx [TIE] = 1。
4. 启动定时器：设置 TCTRLx [TEN] = 1，定时器开始从 LDVALx 的值递减计数。

2.2 64 位连接模式配置（定时器 0+1，可选中断）

当需要更长的定时时间（超过 32 位计数器上限）时，可将定时器 0 和 1 组合为 64 位计数器（定时器 1 为高 32 位，定时器 0 为低 32 位）。

配置步骤（以定时器 2 为例，含中断）：

1. 全局使能 PIT：同独立模式步骤 1，配置 MCR 寄存器。
2. 配置低 32 位定时器（定时器 0）：
   • 向 LDVAL0 写入重装载值 time1。
   • 清除 TFLG0 [TIF]，设置 TCTRL0 [TIE] = 1（使能中断）。
3. 配置高 32 位定时器（定时器 1）：
   • 向 LDVAL1 写入重装载值 time2。
   • 设置 TCTRL1 [CHN] = 1（启用连接模式，与定时器 0 组合为 64 位）。
4. 启动定时器：先设置 TCTRL0 [TEN] = 1，再设置 TCTRL1 [TEN] = 1（需按顺序启动）。

2.3 定时时间计算

定时时间的核心是 “计数次数” 与 “时钟频率” 的比值，公式如下：

1. 独立 32 位模式：

plaintext

定时时间（秒） = time / fpit_clock

• time：LDVALx 寄存器的重装载值（整数）。
• fpit_clock：PIT 定时器的时钟频率（单位：Hz，如 24MHz）。

2. 64 位连接模式：

plaintext

定时时间（秒） = (time1 * time2) / fpit_clock

• time1：定时器 0（低 32 位）的重装载值。
• time2：定时器 1（高 32 位）的重装载值。

2.4 SDK 库的优势

RT1052 的 SDK 库已将寄存器操作封装为标准化函数（如 PIT_Init()、PIT_SetTimerPeriod()），并通过宏定义（如 kPIT_Chnl_0）和枚举类型简化配置。开发者无需直接操作寄存器，可大幅提升代码可读性和稳定性，本文后续实验将基于 SDK 库实现。

三、PIT 定时器实战实验：1 秒 LED 闪烁

本节通过 “PIT 定时器产生 1 秒时基，控制 RGB LED 闪烁” 的实验，将理论知识落地为实际代码，帮助理解 PIT 的完整应用流程。

3.1 硬件设计

PIT 是芯片内部外设，无需额外硬件电路，仅需通过 GPIO 控制 RGB LED 的亮灭（如 RT1052 开发板上的 RGB LED 对应引脚为 GPIO1_IO04、GPIO1_IO05、GPIO1_IO06）。

3.2 软件设计

实验代码分为 “驱动文件（bsp_pit.c/h）” 和 “主函数”，核心是 PIT 初始化、中断服务函数和 LED 控制逻辑。以下仅展示关键代码，完整工程需参考配套头文件（如 fsl_pit.h、fsl_gpio.h）。

3.2.1 编程要点

1. 配置 PIT 时钟源和分频系数。
2. 初始化 PIT 定时器（设定调试模式、重装载值）。
3. 配置中断（清除标志、使能中断、设置优先级）。
4. 编写中断服务函数，实现 LED 状态翻转。

3.2.2 关键代码解析

1. 宏定义（bsp_pit.h）

通过宏定义统一管理时钟频率、中断、通道和定时时间，便于后续修改。

/* PIT 时钟频率（OSC 时钟为 24MHz） */
#define PIT_SOURCE_CLOCK CLOCK_GetFreq(kCLOCK_OscClk)/* 中断相关宏定义 */
#define PIT_IRQ_ID       PIT_IRQn          // 中断 ID
#define PIT_LED_HANDLER  PIT_IRQHandler    // 中断服务函数名/* 定时器通道（使用通道 0） */
#define PIT_CHANNEL_X    kPIT_Chnl_0/* 定时时间（1 秒 = 1000000 微秒） */
#define TIME_0           1000000U

2. PIT 初始化函数（bsp_pit.c）

初始化函数分为 “时钟配置”“PIT 初始化”“重装载值设定”“中断配置” 四部分，逻辑清晰且符合 SDK 规范。

#include "bsp_pit.h"
#include "fsl_pit.h"
#include "fsl_clock.h"
#include "fsl_nvic.h"void PIT_TIMER_Init(void)
{pit_config_t pitConfig;  // PIT 初始化结构体/************************** 1. 配置 PIT 时钟 **************************/CLOCK_SetMux(kCLOCK_PerclkMux, 1U);    // 选择 OSC 时钟（24MHz）作为 PIT 时钟源CLOCK_SetDiv(kCLOCK_PerclkDiv, 0U);    // 时钟分频系数为 1（无分频，频率=24MHz）/************************** 2. 初始化 PIT **************************/PIT_GetDefaultConfig(&pitConfig);       // 获取默认配置（debug 模式禁用）pitConfig.enableRunInDebug = true;      // 调试模式下 PIT 继续运行（可选）PIT_Init(PIT, &pitConfig);              // 初始化 PIT 外设/************************** 3. 设定重装载值 **************************/// 将 1 秒（1000000us）转换为计数次数：count = (1000000us * 24000000Hz) / 1000000PIT_SetTimerPeriod(PIT, PIT_CHANNEL_X, USEC_TO_COUNT(TIME_0, PIT_SOURCE_CLOCK));/************************** 4. 配置中断 **************************/PIT_ClearStatusFlags(PIT, PIT_CHANNEL_X, kPIT_TimerFlag);  // 清除中断标志PIT_EnableInterrupts(PIT, PIT_CHANNEL_X, kPIT_TimerInterruptEnable);  // 使能中断NVIC_SetPriority(PIT_IRQ_ID, 6);  // 设置中断优先级（抢占优先级 6，子优先级 0）EnableIRQ(PIT_IRQ_ID);  // 使能 NVIC 中断
}

3. 中断服务函数（bsp_pit.c）

中断服务函数的核心是 “清除中断标志” 和 “翻转 LED 状态”，需注意必须先清除标志，再处理业务逻辑。

#include "bsp_led.h"  // 假设已实现 LED 控制函数unsigned int g_irqCount = 0;  // 中断计数变量void PIT_LED_HANDLER(void)
{// 1. 清除中断标志（必须先执行，避免重复触发）PIT_ClearStatusFlags(PIT, PIT_CHANNEL_X, kPIT_TimerFlag);// 2. 每 2 次中断翻转一次 LED（实现 1 秒亮、1 秒灭）g_irqCount++;if (g_irqCount % 2 == 1){RGB_RED_LED_ON;  // 红灯亮（需在 bsp_led.h 中实现 GPIO 置位）}else{RGB_RED_LED_OFF; // 红灯灭（需在 bsp_led.h 中实现 GPIO 复位）}
}

4. 主函数（main.c）

主函数负责系统初始化（MPU、时钟、GPIO）、PIT 初始化和启动定时器，之后进入死循环等待中断触发。

#include "board.h"
#include "bsp_pit.h"
#include "bsp_led.h"int main(void)
{/************************** 1. 系统初始化 **************************/BOARD_ConfigMPU();        // 初始化内存保护单元BOARD_InitPins();         // 初始化开发板引脚BOARD_BootClockRUN();     // 初始化系统时钟（如 600MHz）BOARD_InitDebugConsole(); // 初始化调试串口（用于打印信息）NVIC_SetPriorityGrouping(4);  // 设置中断优先级分组（4 位抢占优先级，0 位子优先级）/************************** 2. 打印调试信息 **************************/