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STM32F1的通用定时器功能包括哪些呢

STM32F1的通用定时器是什么?
STM32F1的通用定时器功能包括哪些呢?

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宋令怡

2021-11-23 09:16:08
  STM32F1的定时器可以奋勇TIME1和TIME8高级定时器,TIME2~TIME5 等通用定时器,TIME6 和 TIME7 基本定时器。本篇仅介绍通用定时器,而基本定时器与51系列的类似。
  STM32F1的通用定时器是一个通过可编程预分频(PSC)驱动的16位自动装载计数器(CNT)构成。通用定时器可用于: 测量输入信号的脉冲长度(输入捕获) 或者 产生输出波形(输出比较和PWM) 等。使用定时器预分频器和RCC时钟控制器预分频器,脉冲长度和波形周期可以在几个微秒到几个毫秒之间调整。
  STM3F1 的通用 TIMx (TIM2、TIM3、TIM4 和 TIM5)定时器功能包括:
  1)16 位向上、向下、向上/向下自动装载计数器(TIMx_CNT)。
  2)16 位可编程(可以实时修改)预分频器(TIMx_PSC),计数器时钟频率的分频系数为 1~ 65535 之间的任意数值。
  3)4 个独立通道(TIMx_CH1~4),这些通道可以用来作为:
  A.输入捕获
  B.输出比较
  C.PWM 生成(边缘或中间对齐模式)
  D.单脉冲模式输出
  4)可使用外部信号(TIMx_ETR)控制定时器和定时器互连(可以用 1 个定时器控制另外 一个定时器)的同步威廉希尔官方网站 。
  5)如下事件发生时产生中断/DMA:
  A.更新:计数器向上溢出/向下溢出,计数器初始化(通过软件或者内部/外部触发)
  B.触发事件(计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数)
  C.输入捕获
  D.输出比较
  E.支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器威廉希尔官方网站
  F.触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管
  寄存器
  控制寄存器1(TIMx_CR1)
  
  
  
  位0:使能位,使用时必须置1。
  位4:默认的计数方式是向上计数,同时也可以向下计数
  由于其他位,用的比较少,这里不做介绍。
  DMA/中断使能寄存器 (TIMx_DIER)
  
  位0:更新中断允许位,本文用的是更新中断,所以必须置1,来允许由于更新事件所产生的中断
  预分频寄存器(TIMx_PSC)
  该寄存器主要用于对时钟进行分频,然后提供给计数器,作为计数器的时钟。
  
  这里,定时器的时钟来源有 4 个:
  1)内部时钟(CK_INT)
  2)外部时钟模式 1:外部输入脚(TIx)
  3)外部时钟模式 2:外部触发输入(ETR)
  4)内部触发输入(ITRx):使用 A 定时器作为 B 定时器的预分频器(A 为 B 提供时钟)
  这里的 CK_INT 时钟是从 APB1 倍频的来的,除非 APB1 的时钟分频数设置为 1,否则通用定时器 TIMx 的时钟 是 APB1 时钟的 2 倍,当 APB1 的时钟不分频的时候,通用定时器 TIMx 的时钟就等于 APB1 的时钟。
  自动重装载寄存器(TIMx_ARR)
  该寄存器在物理上实际对应着 2 个寄存器。 一个是程序员可以直接操作的,另外一个是程序员看不到的,这个看不到的寄存器叫做影子寄存器。事实上真正起作用的是影子寄存器。根据 TIMx_CR1 寄存 器中 APRE 位的设置:APRE=0 时,预装载寄存器的内容可以随时传送到影子寄存器,此时 2 者是连通的;而 APRE=1 时,在每一次更新事件(UEV)时,才把预装在寄存器的内容传送到 影子寄存器。
  
  状态寄存器(TIMx_SR)
  用来标记当前与定时 器相关的各种事件/中断是否发生。
  
  步骤
  1)TIM3是挂载在APB1下,所以需要通过APB1总线下的使能函数来使能TIM3。
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能
  2) 初始化定时器参数,设置自动重装值,分频系数,计数方式。通过函数TIM_TimeBaseInit 实现
  voidTIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef*TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);
  第二个参数是初始化参数结构体指针,定义如下:
  typedef struct {
  uint16_t TIM_Prescaler; //设置分频系数
  uint16_t TIM_CounterMode; //设置计数方式
  uint16_t TIM_Period; //自动重载计数周期值
  uint16_t TIM_ClockDivision; //设置时钟分频因子
  uint8_t TIM_RepetitionCounter;
  } TIM_TimeBaseInitTypeDef;
  3)设置TIM3_DIER允许更新中断
  void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState);
  //第二个参数是用来指明我们使能的定时器中断的类型,定时器中断的类型有很 多种,
  //包括更新中断 TIM_IT_Update,触发中断 TIM_IT_Trigger,以及输入捕获中断等等。 如使能TIM3的更新中断,格式如下:
  TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE );
  4)TIM3中断优先级设置
  需要设置NVIC相关寄存器
  5)允许TIM3工作,也就是使能TIM3
  TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能 TIMx 外设
  6)编写中断服务函数
  在中断产生后,通过状态寄存器的值来判断此次产生的中断属于什么类型。我们这里使用的是更新(溢出)中断,所以在状态寄存器 SR 的最低位。在处理完中断之后应 该向 TIM3_SR 的最低位写 0,来清除该中断标志。
  读取状态寄存区的值判断中断类型的函数是
  ITStatus TIM_GetITStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t);
  //具体使用如下
  if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET){}
  //清除中断标志位的函数
  void TIM_ClearITPendingBit(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT);
  TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);
  相关实验代码
  #include “led.h”
  #include “delay.h”
  #include “key.h”
  #include “sys.h”
  #include “usart.h”
  #include “timer.h”
  int main(void)
  {
  delay_init(); //延时函数初始化
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级,2位响应优先级
  uart_init(115200); //串口初始化为115200
  LED_Init(); //LED端口初始化
  TIM3_Int_Init(4999,7199);//10Khz的计数频率,计数到5000为500ms
  while(1)
  {
  LED0=!LED0;
  delay_ms(200); //延时200ms,取反
  }
  }
  void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
  {
  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能
  //定时器TIM3初始化
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
  TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
  TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中断,允许更新中断
  //中断优先级NVIC设置
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3中断
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级0级
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //从优先级3级
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化NVIC寄存器
  TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIMx
  }
  //定时器3中断服务程序
  void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3中断
  {
  if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查TIM3更新中断发生与否
  {
  TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); //清除TIMx更新中断标志
  LED1=!LED1; //取反。
  }
  }
  这里我不给出相应的代码。
  定时时间的计算
  当 APB1 的时钟分频数为 1 的 时候,TIM2~7 的时钟为 APB1 的时钟,而如果 APB1 的时钟分频数不为 1,那么 TIM2~7 的时 钟频率将为 APB1 时钟的两倍。因此,TIM3 的时钟为 72M,再根据我们设计的 arr 和 psc 的值, 就可以计算中断时间了。计算公式如下:
  Tout= ((arr+1)*(psc+1))/Tclk;
  Tclk:TIM3 的输入时钟频率(单位为 Mhz)。
  Tout:TIM3 溢出时间(单位为 us)。
  根据公式,这里的定时时间为:Tout= ((4999+1)*( 7199+1))/72=500000us=500ms。
  由于现在初学,只用到了通用定时器的部分,等下次学会高级定时器的时候,会更新本文。
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