STM32——通用定时器基本定时功能

STM32——————通用定时器基本定时功能

                                                                         

1.     STM32的Timer简介

STM32中一共有11个定时器，其中2个高级控制定时器，4个普通定时器和2个基本定时器，以及2个看门狗定时器和1个系统嘀嗒定时器。其中系统嘀嗒定时器是前文中所描述的SysTick，看门狗定时器以后再详细研究。今天主要是研究剩下的8个定时器。

定时器	计数器分辨率	计数器类型	预分频系数	产生DMA请求	捕获/比较通道	互补输出
TIM1 TIM8	16位	向上，向下，向上/向下	1-65536之间的任意数	可以	4	有
TIM2 TIM3 TIM4 TIM5	16位	向上，向下，向上/向下	1-65536之间的任意数	可以	4	没有
TIM6 TIM7	16位	向上	1-65536之间的任意数	可以	0	没有

其中TIM1和TIM8是能够产生3对PWM互补输出的高级登时其，常用于三相电机的驱动，时钟由APB2的输出产生。TIM2-TIM5是普通定时器，TIM6和TIM7是基本定时器，其时钟由APB1输出产生。由于STM32的TIMER功能太复杂了，所以只能一点一点的学习。因此今天就从最简单的开始学习起，也就是TIM2-TIM5普通定时器的定时功能。

 

2.     普通定时器TIM2-TIM5

2.1    时钟来源

计数器时钟可以由下列时钟源提供：

·内部时钟(CK_INT)

·外部时钟模式1：外部输入脚(TIx)

·外部时钟模式2：外部触发输入(ETR)

       ·内部触发输入(ITRx)：使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器，如可以配置一个定时器Timer1而作为另一个定时器Timer2的预分频器。

    由于今天的学习是最基本的定时功能，所以采用内部时钟。TIM2-TIM5的时钟不是直接来自于APB1，而是来自于输入为APB1的一个倍频器。这个倍频器的作用是：当APB1的预分频系数为1时，这个倍频器不起作用，定时器的时钟频率等于APB1的频率；当APB1的预分频系数为其他数值时（即预分频系数为2、4、8或16），这个倍频器起作用，定时器的时钟频率等于APB1的频率的2倍。APB1的分频在STM32_SYSTICK的学习笔记中有详细描述。通过倍频器给定时器时钟的好处是：APB1不但要给TIM2-TIM5提供时钟，还要为其他的外设提供时钟；设置这个倍频器可以保证在其他外设使用较低时钟频率时，TIM2-TIM5仍然可以得到较高的时钟频率。

2.2    计数器模式

TIM2-TIM5可以由向上计数、向下计数、向上向下双向计数。向上计数模式中，计数器从0计数到自动加载值(TIMx_ARR计数器内容)，然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件。在向下模式中，计数器从自动装入的值(TIMx_ARR)开始向下计数到0，然后从自动装入的值重新开始，并产生一个计数器向下溢出事件。而中央对齐模式（向上/向下计数）是计数器从0开始计数到自动装入的值-1，产生一个计数器溢出事件，然后向下计数到1并且产生一个计数器溢出事件；然后再从0开始重新计数。

2.3    编程步骤

1.       配置系统时钟；

2.       配置NVIC；

3.       配置GPIO；

4.       配置TIMER；

其中，前3项在前面的笔记中已经给出，在此就不再赘述了。第4项配置TIMER有如下配置：

（1）       利用TIM_DeInit()函数将Timer设置为默认缺省值；

（2）       TIM_InternalClockConfig()选择TIMx来设置内部时钟源；

（3）       TIM_Perscaler来设置预分频系数；

（4）       TIM_ClockDivision来设置时钟分割；

（5）       TIM_CounterMode来设置计数器模式；

（6）       TIM_Period来设置自动装入的值

（7）       TIM_ARRPerloadConfig()来设置是否使用预装载缓冲器

（8）       TIM_ITConfig()来开启TIMx的中断

其中（3）-（6）步骤中的参数由TIM_TimerBaseInitTypeDef结构体给出。步骤（3）中的预分频系数用来确定TIMx所使用的时钟频率，具体计算方法为：CK_INT/(TIM_Perscaler+1)。CK_INT是内部时钟源的频率，是根据2.1中所描述的APB1的倍频器送出的时钟，TIM_Perscaler是用户设定的预分频系数，其值范围是从0 – 65535。

步骤（4）中的时钟分割定义的是在定时器时钟频率(CK_INT)与数字滤波器(ETR,TIx)使用的采样频率之间的分频比例。TIM_ClockDivision的参数如下表：

TIM_ClockDivision	描述	二进制值
TIM_CKD_DIV1	tDTS = Tck_tim	0x00
TIM_CKD_DIV2	tDTS = 2 * Tck_tim	0x01
TIM_CKD_DIV4	tDTS = 4 * Tck_tim	0x10

数字滤波器(ETR,TIx)是为了将ETR进来的分频后的信号滤波，保证通过信号频率不超过某个限定。

步骤（7）中需要禁止使用预装载缓冲器。当预装载缓冲器被禁止时，写入自动装入的值(TIMx_ARR)的数值会直接传送到对应的影子寄存器；如果使能预加载寄存器，则写入ARR的数值会在更新事件时，才会从预加载寄存器传送到对应的影子寄存器。

ARM中，有的逻辑寄存器在物理上对应2个寄存器，一个是程序员可以写入或读出的寄存器，称为preload register(预装载寄存器)，另一个是程序员看不见的、但在操作中真正起作用的寄存器，称为shadow register(影子寄存器)；设计preload register和shadow register的好处是，所有真正需要起作用的寄存器(shadow register)可以在同一个时间(发生更新事件时)被更新为所对应的preload register的内容，这样可以保证多个通道的操作能够准确地同步。如果没有shadow register，或者preload register和shadow register是直通的，即软件更新preload register时，同时更新了shadow register，因为软件不可能在一个相同的时刻同时更新多个寄存器，结果造成多个通道的时序不能同步，如果再加上其它因素(例如中断)，多个通道的时序关系有可能是不可预知的。

 

3.     程序源代码

本例实现的是通过TIM3的定时功能，使得LED0 0.5s闪烁，LED0 1s闪烁。

• 　　为定时器配置函数

#include "timer.h"
#include "led.h"


void TIM3_NVIC_Init(void)        //定时器中断初始化函数
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStrue;
    NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn;        //定时器3的中断
    NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;        //优先级为0，最高
    NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;        //子优先级为3
    NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;        //中断使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStrue);
}

void TIM3_Init(u16 arr,u16 psc)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStrure;
    TIM_DeInit(TIM3);        //定时器3时钟复位
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);        //定时器3时钟使能
    
    TIM_TimeBaseInitStrure.TIM_Prescaler=psc;        //预分频系数
    TIM_TimeBaseInitStrure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;    //计数器向上溢出
    TIM_TimeBaseInitStrure.TIM_Period=arr;    //设置自动重装载值
    TIM_TimeBaseInitStrure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;        //时钟的分频因子，起到了一点点的延时作用，一般设为TIM_CKD_DIV1
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStrure);

    TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);        //允许更新中断，即允许在溢出时中断
    TIM3_NVIC_Init();        //定时器中断初始化
    TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);        //启动定时器3
}

void TIM3_IRQHandler()    //中断服务程序
{
    if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_CounterMode_Up)==SET)    //首先判断一定时器3是否发生向上溢出中断
    {
        LED0=~LED0;                    //LED0显示翻转
        TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_CounterMode_Up);    //中断发生完毕后清除标志位，为下次中断做准备。
    }
} 

• 　　为主函数

#include "sys.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "timer.h"

/************************************************
 1、将各个可会用到的功能先运行相应的初始化函数
 2、while循环等待中断发生
************************************************/

 int main(void)
 {    
    delay_init();
    LED_Init();
    TIM3_Init(4999,7199); //设置500ms产生一次中断，公式为：溢出时间Tout=(arr+1)(psc+1)/Tclk
                                                //Tclk为通用定时器的时钟，如果APB1没有分频，则就为系统时钟，72MHZ
    while(1)
    {    
        
        LED1=~LED1;        //LED1的状态每隔500ms翻转一次
        delay_ms(1000);
        
    }
 }