前言
如果你跟我一樣是一個藍牙新手，並且還沒有買nrf51822的開發板的話，推薦先學cc2541，如果已經買了開發板，那就看我的《藍牙芯片NRF51822入門學習》系列文章吧，祝你儘早出坑。
本文面對的是：已經掌握nrf51822基本外設，並且閱讀了TI官方視頻，對藍牙有了初步瞭解，但對怎麼進一步學習nrf51822沒有頭緒的孩子。
本文的相關工具、代碼和文章更新網盤鏈接：http://pan.baidu.com/s/1bn5y9gr 密碼：ijxf
網盤內有以下兩個子文件夾：
\相關軟件 當中nrf51_sdk_v6_0_0_43681.zip是我們要用到的V6.0版本的SDK
\文章更新 內部有每篇文章的PDF、代碼、資料、工具。
\BLE視頻 TI對藍牙基本屬性的講解
開發工具
5.1版MDK，nRFgo studio
固件版本
nrf51_sdk_v6_0_0_43681.msi，s110_nrf51822_7.0.0_softdevice.hex
相關硬件
JTAG，兼容pca10001的nrf51822開發板。
第一節：常用接口描述
開篇教程中，我們來學習nrf51822的Libraries中時間管理模塊，它的源代碼和頭文件分別爲app_timer.c/app_timer.h
這是Nordic爲我們提供的虛擬定時器，這個定時器不同於硬件上的TIMER，而是基於RTC1實現的一種虛擬定時器，其將定時功能作爲了一個資源進行管理，所以會有初始化、創建等過程。
-
PS1:
nrf51822的SDK採用封裝思想，需要暴露給用戶的信息都在相關模塊的頭文件中；爲了提醒用戶不去看具體實現細節，我們可以發現相關的API，比如app_timer_create()的源碼部分都是沒有接口描述信息的，相關使用方法需要看app_timer.h或者翻閱SDK目錄下的Documentation\index.html。還有一些隱藏細節的封裝技巧，感興趣的孩童可以看本篇第三節。 -
PS2:快速查找定位文件，可以安裝一個軟件：everything，輸入文件名就可以瞬間查找到想要的文件，然後再文件上右鍵選擇“open
path”就可以打開文件所在的文件夾了。
1、參數宏APP_TIMER_INIT()
這個宏用於初始化app_timer模塊，這是一個參數宏，接口定義如下：
APP_TIMER_INIT(PRESCALER, MAX_TIMERS, OP_QUEUES_SIZE, USE_SCHEDULER)
其中PRESCALE 分頻比例，填入0的話，每秒就產生32768次tick，定時最大長度爲0xFFFFFF次tick，也就是說500多秒定時。
- PS3：與ucos提供的時基tick不同，本SDK的主要在定時到達的時候進入RTC中斷，而不是每個TICK都進入。因此就算每秒就產生32768次tick，也不會拖慢系統性能。
MAX_TIMERS 必須大於等於工程中創建的timer數量。
OP_QUEUES_SIZE 操作隊列的大小，具體意思看第三節。如果不作死，選擇等於MAX_TIMERS就行了。
USE_SCHEDULER 是否使用任務調度器，當前不使用
2、參數宏APP_TIMER_TICKS()
這個宏用於計算特定毫秒數相當於多少個tick。接口定義如下：
APP_TIMER_TICKS(MS, PRESCALER)
其中MS是單位爲毫秒的定時時間，PRESCALER是分頻比例。
3、函數app_timer_create()
用於創建一個timer，並獲取生成timer的控制句柄。接口定義如下：
uint32_t app_timer_create(app_timer_id_t * p_timer_id,
app_timer_mode_t mode,
app_timer_timeout_handler_t timeout_handler)
p_timer_id 讀取到創建的timer的句柄
mode timer的類型，其中
APP_TIMER_MODE_SINGLE_SHOT是單次執行
APP_TIMER_MODE_REPEATED是循環執行
timeout_handler 被註冊到內核的回調函數，當timer超時後就會執行。
4、函數app_timer_start()
設置一個timer的定時間隔和上下文參數，並啓動這個timer。接口定義如下：
uint32_t app_timer_start(app_timer_id_t timer_id, uint32_t timeout_ticks, void * p_context)
timer_id_t app_timer_create()裏創建的timer句柄
timeout_ticks 定時的tick數量，一般用APP_TIMER_TICKS()計算。
p_context 傳遞給超時回調函數的參數，不能指向局部的自動變量。
5、app_timer_stop()
停止一個timer的運行。接口定義如下：
uint32_t app_timer_stop(app_timer_id_t timer_id)
timer_id app_timer_create()裏創建的timer句柄
第二節：流水燈例子
討論延時最簡單的例子就是流水燈了，代碼位於網盤目錄下的\文章更新\藍牙芯片NRF51822入門學習1：時間管理.rar\ Timer_Blinky.rar，在SDK所在目錄\nrf51822下新建文件夾Test，將Timer_Blinky.rar解壓到文件夾裏。
打開Timer_Blinky\MDK\ timer_blink.uvproj
實驗代碼位於main.c內
首先定義幾個初始化用到的宏
#define APP_TIMER_PRESCALER 0
#define APP_TIMER_MAX_TIMERS 1
#define APP_TIMER_OP_QUEUE_SIZE 1
在TimerInit()中啓用LFCLK並初始化timer（官方例程ble_app_uart沒有開啓LFCLLK的動作，也許S110的底層會自動開啓LFCLK時鐘）
NRF_CLOCK->EVENTS_LFCLKSTARTED = 0;
NRF_CLOCK->TASKS_LFCLKSTART = 1;
while(NRF_CLOCK->EVENTS_LFCLKSTARTED == 0)
{
//donoting
}
NRF_CLOCK->EVENTS_LFCLKSTARTED = 0;
APP_TIMER_INIT(APP_TIMER_PRESCALER, APP_TIMER_MAX_TIMERS, APP_TIMER_OP_QUEUE_SIZE, false);
然後在BlinkInit()內創建一個流水燈所用到的timer，相關代碼是
uint32_t ERR_CODE = app_timer_create(&BlinkHandle, APP_TIMER_MODE_SINGLE_SHOT, BlinkTimeoutHandler);
//創建定時器，並讀取句
柄號，單次執行
APP_ERROR_CHECK(ERR_CODE);
其中BlinkHandle是用於保存句柄號的全局變量。
BlinkTimeoutHandler是爲流水燈編寫的超時回調函數，在這個函數內判斷當前LED燈是否點亮，是否需要操作下一個LED燈，並通過app_timer_start()設置下一輪的定時時間。
最後通過BlinkStart()來啓動流水燈的timer。
void BlinkStart(bool IsForward)
{
static bool ForwardFlag;
ForwardFlag = IsForward;
……
app_timer_start(BlinkHandle, LED_ON_TIME, (void*)&ForwardFlag);
}
最後mian()的執行順序如下：
int main()
{
TimerInit();
BlinkInit();
BlinkStart(true);
while(1)
{
// BlinkStart(false);
// nrf_delay_ms(4000);
// BlinkStart(true);
// nrf_delay_ms(4000);
}
}
下載程序到開發板後，可以觀察到LED燈依次被點亮。
第三節：app_timer具體實現的源碼閱讀提示
本節送給喜(te)歡(bie)專(dan)研(teng)的孩子，本節只對app_time模塊做個粗略的概述，當對模塊有了宏觀的理解後，再讀源代碼就能事半功倍。
- PS4：推薦使用source insight閱讀源碼，高亮標記(shift+F8)功能非常有用，本教程均提供了source
insight的工程文件夾。
section1：
我們打開app_timer.h
#define APP_TIMER_NODE_SIZE 40
#define APP_TIMER_USER_OP_SIZE 24
#define APP_TIMER_USER_SIZE 8
#define APP_TIMER_INT_LEVELS 3
這裏APP_TIMER_NODE_SIZE、APP_TIMER_USER_OP_SIZE、APP_TIMER_USER_SIZE分別聲明的是timer_node_t、timer_user_op_t、timer_user_t三個結構體的大小，用於參數宏APP_TIMER_INIT()內部分配數據空間。這樣的話就無需將這三個結構體的內部細節暴露給用戶了。而在源碼中使用靜態斷言STATIC_ASSERT()來判斷這三個宏的大小是否正確。
APP_TIMER_INT_LEVELS指的是SDK定義的三個中斷等級，APP_IRQ_PRIORITY_LOW（低優先級3）、APP_IRQ_PRIORITY_HIGH（高優先級1）、NRF_APP_PRIORITY_THREAD（用戶優先級!=[1或者3]）。
section2：
app_timer模塊主要佔用內存的分配方式，這些內存的分配在APP_TIMER_INIT()中實現，分別爲timer節點（類型timer_node_t）、操作隊列對象（類型timer_user_t）和操作隊列存儲空間（類型timer_user_op_t）分配空間。
假定APP_TIMER_INIT()的參數MAX_TIMERS2, OP_QUEUES_SIZE4則它們的內存映射如下圖所示。
節點nodex就是我們創建的timer的對象，而由userx同對應的opx組成的隊列則是保存相關操作（比如start或者stop操作）的地方。初始化函數同時會給p_buffer、mp_users這兩個全局變量初始化，讓它們分別指向首個timer節點和首個操作隊列對象。這樣後面就能用
p_buffer[xx]的方式找到對應的對象了。
section3：延時鏈表
timer節點的類型爲timer_node_t，其內部有一個next屬性，這是用來實現延時鏈表的。當相應的timer被start後，它的node就會被加入到延時鏈表中
如上圖所示，全局變量m_timer_id_head是延時鏈表的表頭，當表頭指向TIMER_NULL時候證明延時鏈表爲空。每個node都有一個ticks_to_expire屬性，作用如下：
如上圖所示，nodeA的ticks_to_expir指示了nodeA與上次超時（m_ticks_latest）之間的時間差；nodeB的ticks_to_expir則指示了與nodeA之間的時間差。
RTC1_Counter是app_timer模塊選用的底層RTC的計數器，當它自增到nodeA標記的值後，就會觸發一次RTC中斷，在中斷中執行nodeA內部所註冊的超時回調函數並更新m_ticks_latest的值後，觸發進入SWI0中斷中；在SWI0中斷內將nodeA從鏈表中刪掉，並根據m_ticks_latest和nodeB的ticks_to_expire計算出新的NRF_RTC1->CC[0]值，用於定時時間到達後觸發新的RTC中斷。
假設用戶用過app_timer_start()指示需要將一個timer對應nodeE加入到鏈表中，則會通過記錄下來請求插入時候RTC1_Counter的值（記錄於ticks_at_start）和定時間隔（記錄於ticks_first_interval），計算插入到鏈表的那個位置。
而因爲已經執行而被刪掉的node，如果節點模式爲APP_TIMER_MODE_REPEATED，也會重新插回到鏈表中。
section4：操作隊列
在app_timer中有3個op隊列，對應 APP_IRQ_PRIORITY_LOW、APP_IRQ_PRIORITY_HIGH、NRF_APP_PRIORITY_THREAD三個優先等級。
當用戶調用app_timer_start()或者app_timer_stop()時候，相關的一些對延時鏈表的操作並不是立即執行的。而是通過FIFO操作寫入到當前環境對應的op隊列中(在user_id_get()裏通過SCB->ICSR寄存獲取當前運行環境，可以參考《STM32F10X-programming-manual.pdf》第134頁的描述)，然後觸發軟中斷SWI0，在軟中斷中讀取3個隊列中的操作數據，對延時鏈表內對應的節點進行操作。
section5：相關中斷
app_timer分別使用了兩個中斷：RTC1和SWI0，其中SWI0是軟中斷，用戶可以分別通過NVIC_SetPendingIRQ(RTC1_IRQn)和NVIC_SetPendingIRQ(SWI0_IRQn)直接觸發。
其中RTC1_IRQHandler()調用timer_timeouts_check()處理超時的情況，而SWI0_IRQHandler()調用timer_list_handler()對鏈表進行處理。當在timer_timeouts_check()內部需要對鏈表進行修改時候，就會觸發SWI0來處理鏈表問題，反之亦然。
因爲timer_timeouts_check()和timer_list_handler()都對鏈表進行操作，因此要求他們的中斷優先等級必須一致，app_timer中默認都是APP_IRQ_PRIORITY_LOW級。
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