STM32-通用定時(shí)器基本定時(shí)功能

1.STM32的Timer簡(jiǎn)介

STM32中一共有11個(gè)定時(shí)器，其中2個(gè)高級(jí)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)嘀嗒定時(shí)器。其中系統(tǒng)嘀嗒定時(shí)器是前文中所描述的SysTick，看門狗定時(shí)器以后再詳細(xì)研究。今天主要是研究剩下的8個(gè)定時(shí)器。

定時(shí)器

計(jì)數(shù)器分辨率

計(jì)數(shù)器類型

預(yù)分頻系數(shù)

產(chǎn)生DMA請(qǐng)求

捕獲/比較通道

互補(bǔ)輸出

TIM1

TIM8

16位

向上，向下，向上/向下

1-65536之間的任意數(shù)

可以

4

有

TIM2

TIM3

TIM4

TIM5

16位

向上，向下，向上/向下

1-65536之間的任意數(shù)

可以

4

沒(méi)有

TIM6

TIM7

16位

向上

1-65536之間的任意數(shù)

可以

0

沒(méi)有

其中TIM1和TIM8是能夠產(chǎn)生3對(duì)PWM互補(bǔ)輸出的高級(jí)登時(shí)其，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(jiǎn)單的開(kāi)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(lái)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(lái)自于APB1，而是來(lái)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。APB1的分頻在STM32_SYSTICK的學(xué)習(xí)筆記中有詳細(xì)描述。通過(guò)倍頻器給定時(shí)器時(shí)鐘的好處是：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(kāi)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(kāi)始向下計(jì)數(shù)到0，然后從自動(dòng)裝入的值重新開(kāi)始，并產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器向下溢出事件。而中央對(duì)齊模式（向上/向下計(jì)數(shù)）是計(jì)數(shù)器從0開(kāi)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?gòu)?開(kāi)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)在前面的筆記中已經(jīng)給出，在此就不再贅述了。第4項(xiàng)配置TIMER有如下配置：

（1）利用TIM_DeInit()函數(shù)將Timer設(shè)置為默認(rèn)缺省值；

（2）TIM_InternalClockConfig()選擇TIMx來(lái)設(shè)置內(nèi)部時(shí)鐘源；

（3）TIM_Perscaler來(lái)設(shè)置預(yù)分頻系數(shù)；

（4）TIM_ClockDivision來(lái)設(shè)置時(shí)鐘分割；

（5）TIM_CounterMode來(lái)設(shè)置計(jì)數(shù)器模式；

（6）TIM_Period來(lái)設(shè)置自動(dòng)裝入的值

（7）TIM_ARRPerloadConfig()來(lái)設(shè)置是否使用預(yù)裝載緩沖器

（8）TIM_ITConfig()來(lái)開(kāi)啟TIMx的中斷

其中（3）-（6）步驟中的參數(shù)由TIM_TimerBaseInitTypeDef結(jié)構(gòu)體給出。步驟（3）中的預(yù)分頻系數(shù)用來(lái)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（4）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

描述

二進(jìn)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

數(shù)字濾波器(ETR,TIx)是為了將ETR進(jìn)來(lái)的分頻后的信號(hào)濾波，保證通過(guò)信號(hào)頻率不超過(guò)某個(gè)限定。

步驟（7）中需要禁止使用預(yù)裝載緩沖器。當(dāng)預(yù)裝載緩沖器被禁止時(shí)，寫入自動(dòng)裝入的值(TIMx_ARR)的數(shù)值會(huì)直接傳送到對(duì)應(yīng)的影子寄存器；如果使能預(yù)加載寄存器，則寫入ARR的數(shù)值會(huì)在更新事件時(shí)，才會(huì)從預(yù)加載寄存器傳送到對(duì)應(yīng)的影子寄存器。

ARM中，有的邏輯寄存器在物理上對(duì)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(jiàn)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(duì)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(méi)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(guò)TIM2的定時(shí)功能，使得LED燈按照1s的時(shí)間間隔來(lái)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(kāi)啟定時(shí)器2

TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);

while(1);

}

void RCC_cfg()

{

//定義錯(cuò)誤狀態(tài)變量

ErrorStatus HSEStartUpStatus;

//將RCC寄存器重新設(shè)置為默認(rèn)值

RCC_DeInit();

//打開(kāi)外部高速時(shí)鐘晶振

RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

//等待外部高速時(shí)鐘晶振工作

HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)

{

//設(shè)置AHB時(shí)鐘(HCLK)為系統(tǒng)時(shí)鐘

RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

//設(shè)置高速AHB時(shí)鐘(APB2)為HCLK時(shí)鐘

RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

//設(shè)置低速AHB時(shí)鐘(APB1)為HCLK的2分頻

RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

//設(shè)置FLASH代碼延時(shí)

FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

//使能預(yù)取指緩存

FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

//設(shè)置PLL時(shí)鐘，為HSE的9倍頻8MHz * 9 = 72MHz

RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);

//使能PLL

RCC_PLLCmd(ENABLE);

//等待PLL準(zhǔn)備就緒

while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);

//設(shè)置PLL為系統(tǒng)時(shí)鐘源

RCC_SYSC