STM32學(xué)習(xí)筆記：通用定時(shí)器基本定時(shí)功能

1.STM32的Timer簡介

STM32中一共有11個(gè)定時(shí)器，其中2個(gè)高級控制定時(shí)器，4個(gè)普通定時(shí)器和2個(gè)基本定時(shí)器，以及2個(gè)看門狗定時(shí)器和1個(gè)系統(tǒng)嘀嗒時(shí)鐘。今天主要是學(xué)習(xí)8個(gè)定時(shí)器。

定時(shí)器其中TIM1和TIM8是能夠產(chǎn)生3對PWM互補(bǔ)輸出的高級定時(shí)器，常用于三相電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，時(shí)鐘由APB2的輸出產(chǎn)生。TIM2-TIM5是普通定時(shí)器，TIM6和TIM7是基本定時(shí)器，其時(shí)鐘由APB1輸出產(chǎn)生。由于STM32的TIMER功能太復(fù)雜了，所以只能一點(diǎn)一點(diǎn)的學(xué)習(xí)。因此今天就從最簡單的開始學(xué)習(xí)起，也就是TIM2-TIM5普通定時(shí)器的定時(shí)功能。

2.普通定時(shí)器TIM2-TIM5

2.1 時(shí)鐘來源

計(jì)數(shù)器時(shí)鐘可以由下列時(shí)鐘源提供：

內(nèi)部時(shí)鐘(CK_INT)

外部時(shí)鐘模式1：外部輸入腳(TIx)

外部時(shí)鐘模式2：外部觸發(fā)輸入(ETR)

內(nèi)部觸發(fā)輸入(ITRx)：使用一個(gè)定時(shí)器作為另一個(gè)定時(shí)器的預(yù)分頻器，如可以配置一個(gè)定時(shí)器Timer1而作為另一個(gè)定時(shí)器Timer2的預(yù)分頻器。

由于今天的學(xué)習(xí)是最基本的定時(shí)功能，所以采用內(nèi)部時(shí)鐘。TIM2-TIM5的時(shí)鐘不是直接來自于APB1，而是來自于輸入為APB1的一個(gè)倍頻器。這個(gè)倍頻器的作用是：當(dāng)APB1的預(yù)分頻系數(shù)為1時(shí)，這個(gè)倍頻器不起作用，定時(shí)器的時(shí)鐘頻率等于APB1的頻率;當(dāng)APB1的預(yù)分頻系數(shù)為其他數(shù)值時(shí)(即預(yù)分頻系數(shù)為2、4、8或16)，這個(gè)倍頻器起作用，定時(shí)器的時(shí)鐘頻率等于APB1的頻率的2倍。通過倍頻器給定時(shí)器時(shí)鐘的好處：APB1不但要給TIM2-TIM5提供時(shí)鐘，還要為其他的外設(shè)提供時(shí)鐘;設(shè)置這個(gè)倍頻器可以保證在其他外設(shè)使用較低時(shí)鐘頻率時(shí)，TIM2-TIM5仍然可以得到較高的時(shí)鐘頻率。

2.2 計(jì)數(shù)器模式

TIM2-TIM5可以由向上計(jì)數(shù)、向下計(jì)數(shù)、向上向下雙向計(jì)數(shù)。向上計(jì)數(shù)模式中，計(jì)數(shù)器從0計(jì)數(shù)到自動(dòng)加載值(TIMx_ARR計(jì)數(shù)器內(nèi)容)，然后重新從0開始計(jì)數(shù)并且產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器溢出事件。在向下模式中，計(jì)數(shù)器從自動(dòng)裝入的值(TIMx_ARR)開始向下計(jì)數(shù)到0，然后從自動(dòng)裝入的值重新開始，并產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器向下溢出事件。而中央對齊模式(向上/向下計(jì)數(shù))是計(jì)數(shù)器從0開始計(jì)數(shù)到自動(dòng)裝入的值-1，產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器溢出事件，然后向下計(jì)數(shù)到1并且產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器溢出事件;然后再從0開始重新計(jì)數(shù)。

2.3 編程步驟

1. 配置系統(tǒng)時(shí)鐘;

2. 配置NVIC;

3. 配置GPIO;

4. 配置TIMER;

其中，前3項(xiàng)比較簡單，在此就不再贅述了。第4項(xiàng)配置TIMER有如下配置：

(1) TIM_Perscaler來設(shè)置預(yù)分頻系數(shù);

(2) TIM_ClockDivision來設(shè)置時(shí)鐘分割;

(3) TIM_CounterMode來設(shè)置計(jì)數(shù)器模式;

(4) TIM_Period來設(shè)置自動(dòng)裝入的值

(5) TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct)

(6) TIM_ITConfig()來開啟TIMx的中斷

(7) TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)

其中(1)-(4)步驟中的參數(shù)由TIM_TimerBaseInitTypeDef結(jié)構(gòu)體給出。步驟(1)中的預(yù)分頻系數(shù)用來確定TIMx所使用的時(shí)鐘頻率，具體計(jì)算方法為：CK_INT/(TIM_Perscaler+1)。CK_INT是內(nèi)部時(shí)鐘源的頻率，是根據(jù)2.1中所描述的APB1的倍頻器送出的時(shí)鐘，TIM_Perscaler是用戶設(shè)定的預(yù)分頻系數(shù)，其值范圍是從0 – 65535。

步驟(2)中的時(shí)鐘分割定義的是在定時(shí)器時(shí)鐘頻率(CK_INT)與數(shù)字濾波器(ETR,TIx)使用的采樣頻率之間的分頻比例。TIM_ClockDivision的參數(shù)如下表：

TIM_ClockDivision

數(shù)字濾波器(ETR,TIx)是為了將ETR進(jìn)來的分頻后的信號濾波，保證通過信號頻率不超過某個(gè)限定。

ARM中，有的邏輯寄存器在物理上對應(yīng)2個(gè)寄存器，一個(gè)是程序員可以寫入或讀出的寄存器，稱為preload register(預(yù)裝載寄存器)，另一個(gè)是程序員看不見的、但在操作中真正起作用的寄存器，稱為shadow register(影子寄存器);設(shè)計(jì)preload register和shadow register的好處是，所有真正需要起作用的寄存器(shadow register)可以在同一個(gè)時(shí)間(發(fā)生更新事件時(shí))被更新為所對應(yīng)的preload register的內(nèi)容，這樣可以保證多個(gè)通道的操作能夠準(zhǔn)確地同步。如果沒有shadow register，或者preload register和shadow register是直通的，即軟件更新preload register時(shí)，同時(shí)更新了shadow register，因?yàn)檐浖豢赡茉谝粋€(gè)相同的時(shí)刻同時(shí)更新多個(gè)寄存器，結(jié)果造成多個(gè)通道的時(shí)序不能同步，如果再加上其它因素(例如中斷)，多個(gè)通道的時(shí)序關(guān)系有可能是不可預(yù)知的。

3. 程序源代碼

本例實(shí)現(xiàn)的是通過TIM2的定時(shí)功能，使得LED燈按照1s的時(shí)間間隔來閃爍

#include stm32f10x_lib.h

void RCC_cfg();

void TIMER_cfg();

void NVIC_cfg();

void GPIO_cfg();

int main()

{

RCC_cfg();

NVIC_cfg();

GPIO_cfg();

TIMER_cfg();

//開啟定時(shí)器2

TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);

while(1);

}

void RCC_cfg()

{

//SystemInt中已經(jīng)定義位72MHz

//允許TIM2的時(shí)鐘

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);

//允許GPIO的時(shí)鐘

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);

}

void TIMER_cfg()

{

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

//重新將Timer設(shè)置為缺省值

TIM_DeInit(TIM2);

//采用內(nèi)部時(shí)鐘給TIM2提供時(shí)鐘源

TIM_InternalClockConfig(TIM2);

//預(yù)分頻系數(shù)為36000-1，這樣計(jì)數(shù)器時(shí)鐘為72MHz/36000 = 2kHz

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 36000 - 1;

//設(shè)置時(shí)鐘分割

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

//設(shè)置計(jì)數(shù)器模式為向上計(jì)數(shù)模式

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

//設(shè)置計(jì)數(shù)溢出大小，每計(jì)2000個(gè)數(shù)就產(chǎn)生一個(gè)更新事件

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 2000 - 1;

//將配置應(yīng)用到TIM2中

TIM_TimeBaseInit(TIM2,TIM_TimeBaseStructure);

//清除溢出中斷標(biāo)志

TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);

//禁止ARR預(yù)裝載緩沖器

TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, DISABLE);

//開啟TIM2的中斷

TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);

}

void NVIC_cfg()

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

//選擇中斷分組1

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

//選擇TIM2的中斷通道

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel;

//搶占式中斷優(yōu)先級設(shè)置為0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

//響應(yīng)式中斷優(yōu)先級設(shè)置為0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

//使能中斷

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(NVIC_InitStructure);

}

void GPIO_cfg()

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //選擇引腳5

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //帶上拉電阻輸出

GPIO_Init(GPIOB,GPIO_InitStructure);

}

在stm32f10x_it.c中，我們找到函數(shù)TIM2_IRQHandler()，并向其中添加代碼

void TIM2_IRQHandler(void)

{

u8 ReadValue;

//檢測是否發(fā)生溢出更新事件

if(TIM_GetITStatus(TIM2,

if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)

{

//清除TIM2的中斷待處理位

TIM_ClearITPendingBit(TIM2 , TIM_FLAG_Update);

//將PB.5管腳輸出數(shù)值寫入ReadValue

ReadValue = GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_5);

if(ReadValue == 0)

{

GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);

}

else

{

GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);

}

}

}