在嵌入式开发中，“定时”几乎无处不在——LED 闪烁、任务轮询、事件触发、超时重试、UI动画、通信心跳……每一个场景都在向你提出一个问题：你如何高效地管理多个异步时间事件？

STM32 的硬件定时器固然强大，但数量有限，且每次使用都要配置寄存器、时钟源、回调中断，工程复杂度指数级增长。有没有一种更轻量、灵活、高可复用的解决方案？答案就是：软件定时器（Soft Timer）！

今天我们就来解析一个极具工程价值的开源项目：
https://gitee.com/stanley_shen/soft_timer，看它如何帮助开发者轻松实现多定时任务调度。

什么是软件定时器？

软件定时器不是硬件资源，而是一种基于统一时基进行时间管理的软件策略，通常由系统时钟节拍（如 SysTick 每 1ms 中断一次）驱动，维护一个定时器链表或数组，按需触发用户定义的回调函数。

它最大的优势就是：用一个定时器，实现多个逻辑上的“定时任务”。

soft_timer 的设计

soft_timer 项目的核心是极简、清晰、可移植，适合所有裸机或 RTOS 环境下的 MCU 项目。它通过以下模块组织完成整个定时器生命周期管理：

核心数据结构（soft_timer_t）

typedef struct soft_timer {
    uint32_t timeout;                   // 定时超时时间
    uint32_t counter;                   // 当前计数值
    void (*callback)(void*);            // 到时执行的回调函数
    void* user_data;                    // 回调函数参数
    bool repeat;                        // 是否为周期定时
    struct soft_timer* next;            // 链表指针
    bool active;                        // 是否处于运行状态
} soft_timer_t;

每个软件定时器都是一个结构体实例，包含：

• timeout：定时时间（单位一般为 ms）
• counter：当前计数值
• callback：时间到后执行的函数
• user_data：传入回调的参数
• repeat：是否周期运行
• active：是否启用
• next：链表管理（多个定时器的组织方式）

这一结构设计具备高度拓展性，也适用于任何 MCU 平台。

API 函数声明：

void soft_timer_init(void);
soft_timer_t* soft_timer_create(uint32_t timeout, bool repeat, void (*callback)(void*), void* user_data);
void soft_timer_start(soft_timer_t* timer);
void soft_timer_stop(soft_timer_t* timer);
void soft_timer_delete(soft_timer_t* timer);
void soft_timer_update(void); // 通常在 SysTick 或 1ms 中断中调用

使用流程概览

一个典型的软件定时器使用流程如下：

soft_timer_init(); // 初始化链表

// 创建一个500ms周期定时器
soft_timer_t* my_timer = soft_timer_create(500, true, led_toggle, NULL);
soft_timer_start(my_timer);

在系统时钟中断中（比如 1ms SysTick）调用：

void SysTick_Handler(void) {
    soft_timer_update(); // 每1ms调用一次，驱动全部定时器运行
}

示例：LED 闪烁不再繁琐

传统的 HAL 定时器实现 LED 闪烁，至少需要：

• 配置 TIMx 寄存器
• 编写中断服务函数
• 开启中断优先级
• 注册 HAL 回调或用户 ISR

使用 soft_timer 后，仅需几行：

void led_blink(void* arg) {
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5);
}

soft_timer_t* blink_timer = soft_timer_create(500, true, led_blink, NULL);
soft_timer_start(blink_timer);

优雅、解耦、可重用，项目可读性也大大提升。

场景应用拓展

这种模式可以轻松取代状态机中复杂的超时判断逻辑，让主循环代码更“干净”。

和 RTOS 配合使用？

当然可以！即便你用了 FreeRTOS 等系统，soft_timer 依旧能在任务级别独立管理时间任务，尤其适合：

• low_priority 后台逻辑管理
• 在不便使用 RTOS 的中断上下文中触发定时任务
• 替代 vTaskDelay 更精细地控制短延迟

注意：只需保证 soft_timer_update() 运行在一个固定节拍中（RTOS 中通常放在 tick hook 或后台任务）。