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【经验分享】STM32F1之定时器

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STMCU小助手 发布时间:2021-11-28 22:00
1.定时器简介与作用
- v8 z2 o% _3 }3 G, G0 x& y- l  i3 R( g0 p. ^% f4 |  t
基本定时器,通用定时器,系统滴答定时器,窗口看门狗,独立看门狗以及RTC工作原理都大差不差,基本都是定时器。  C: F# M. d5 D  Y

, g! B& u, U) O5 H- u2.定时器的基本知识
! U# w7 Z, u/ r4 R' L
2 c  }- O) `) k6 q, @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。
; q( O7 h9 o) c! a' U: `
6 z3 s6 l1 e& JTIM1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;
7 h$ R/ U5 x$ p; D9 y6 ]% ?' M5 ~  Z, Y* G5 ?8 H$ t
预备知识:4 z$ H) Z- D3 N( E, v& i

& ^, o3 a0 @: p/ p" U) F① STM32通用定时器TIM2是16位自动重装载计数器。
0 _7 Z' P! e8 n' L0 m/ k2 P% i+ U, z. \
② 向上计数模式:从0开始计数,计到自动装载寄存器(TIMx_ARR)中的数值时,清0,依次循环。8 K; l* m5 q4 f7 G
; d5 R1 a, l2 z3 ~
需要弄清楚的两个问题:
  I  a8 Z8 j3 e$ x  p
( ?8 U: v; b/ Q2 f! k$ j1. 计数器的计数频率是什么?" L$ V' x/ Q  o4 @) Z* {! @

$ U  \# Z% }# M. A这个问题涉及到RCC时钟部分,如下图所示:
* B, Q, W- C9 _( j. B7 I# l& b+ F7 C
定时器的时钟不是直接来自APB1或APB2,而是来自于输入为APB1或APB2的一个倍频器。+ x5 M5 y4 M$ t0 h6 A8 g; _6 K& K

/ q. J: E4 S5 B. \- R) V下面以定时器2~7的时钟说明这个倍频器的作用: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的预分频系数为其它数值(即预分频系数为2、4、8或16)时,这个倍频器起作用,定时器的时钟频率等于APB1的频率两倍。
: m4 G1 u5 G! _% h5 ]  `) X* H7 a# `
/ Q1 X9 ]2 V4 L0 V4 E0 I3 k+ k假定AHB=36MHz,因为APB1允许的最大频率为36MHz,所以APB1的预分频系数可以取任意数值;当预分频系数=1时,APB1=36MHz,TIM2~7的时钟频率=36MHz(倍频器不起作用);当预分频系数=2时,APB1=18MHz,在倍频器的作用下,TIM2~7的时钟频率=36MHz。7 f- {8 O- s0 X4 Z2 ?) |
3 z, H1 B% ]' `7 S  Z
有人会问,既然需要TIM2~7的时钟频率=36MHz,为什么不直接取APB1的预分频系数=1?答案是:APB1不但要为TIM2~7提供时钟,而且还要为其它外设提供时钟;设置这个倍频器可以在保证其它外设使用较低时钟频率时,TIM2~7仍能得到较高的时钟频率。7 w8 }1 s* b$ W7 t* o
* o/ {. S8 t+ _( @$ x3 A
再举个例子:当AHB=72MHz时,APB1的预分频系数必须大于2,因为APB1的最大频率只能为36MHz。如果APB1的预分频系数=2,则因为这个倍频器,TIM2~7仍然能够得到72MHz的时钟频率。能够使用更高的时钟频率,无疑提高了定时器的分辨率,这也正是设计这个倍频器的初衷。' H( V0 q% {$ ^/ g- [( w" V; }
* _( i# b8 R; D$ k* x7 u7 m$ M
定时器的计数频率有个公式:
! q8 \4 T8 p( X5 J/ U) e. L* ]: w9 S; @3 @; g( ?
TIMx_CLK = CK_INT / (TIM_Prescaler + 1)
  W4 m# r9 ]9 p" X, n5 [+ i- B& q5 _  I1 f1 @7 _/ T, @
其中:TIMx_CLK       定时器的计数频率1 q9 j4 G# v9 i. q. U1 k1 m% T7 o

6 Q6 f8 T' `. i      CK_INT         内部时钟源频率(APB1的倍频器送出时钟); E9 o+ e2 I: N( i( D
- G' ^- P3 q& |4 [
      TIM_Prescaler  用户设定的预分频系数,取值范围0~65535。
4 g, ~- v. s# A' `9 A/ X9 B% t* _; B! ]8 w* Y" X/ D) d+ \/ L& e
例如:RCC中AHB=72MHZ、APB1=36MHZ、APB2=72MHZ,则CK_INT=72MKZ。
# ^! t2 A: t* I1 A5 s, I3 ]! ?1 M/ {- L' _' q& X3 l" [! v+ Q  |
2. 如何计算定时时间?. x: u! z9 {5 a- L' ^

+ \. F$ o# A/ o1 `  U8 B上述公式中TIM_Prescaler涉及到寄存器TIMx_PSC
* [* N/ B, p& t0 }
- t: v6 i3 Y8 O. }) C; A如果TIM_Prescaler设为36000,由上面公式可知:
2 P( e  M( Y0 y! B& P$ L0 B8 U  O6 t1 q& w. O: x/ q- k+ f
定时器的计数频率 TIMx_CLK = 72MKZ / 36000 = 2000HZ,则定时器的计数周期=1/2000HZ=0.5ms.- @& E3 b- P' }; f. s) O9 J

5 }+ _7 C8 `2 K# D( g3 E如果要定时1秒,则需要计数2000次,这也是自动重装载的值。又涉及到TIMx_ARR
( C; w& W1 O; w  a% A5 ^7 z9 e# X9 p2 W: a4 f1 S9 c9 a% \' s  g
只要上述两个问题搞清楚了,剩下的就是设置相应寄存器的对应位了。4 P: k2 l) a% D; r. k9 U1 l, s) q

5 b. }7 q( J2 O4 I# p3.定时器的使用方法  V  b) c2 `, b9 a+ @1 }

9 V" ?; M7 p* j7 F5 q! L1)开启定时器的时钟,比如timer3,
4 b3 \3 M$ K' X' o3 v) o6 P. e9 Y3 U' c: w2 R2 z+ \( U) c1 w: Q
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
! K- q5 f* Z; `2)定时器时钟初始化
2 D/ _5 M7 A5 x' a' ^7 @  g3 p  l. B& \+ R. ~: W4 @  P
  1. TIM_InitStgructer.TIM_Period=9999;//计数9999+1=10000次更新一次" x* V" p) u/ b7 ]8 J
  2. TIM_InitStgructer.TIM_Prescaler=7199;//时钟分频,72MHz/(7199*2)
    ( t' u/ ^  `  ]* x
  3. TIM_InitStgructer.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//上升计数,即从0开始记到9999+1=10000次时更新,从0再继续开始计数
    0 g  t' S" ]. R. G6 L! Y- ^. W
  4. TIM_InitStgructer.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//无影响
    . L  @7 m! g; Z6 s  w
  5. TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_InitStgructer);
复制代码
4 Z# @! Q* Y$ n- m& a0 d
3)清除中断标志3 E% Y9 D  G" a
$ X  D5 Y: y& ?# ^/ S
TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);
; n+ [) V! |" _7 Y% M4)允许更新中断) a* q8 d- Q+ A! P
  C0 k' ^- j3 B
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);//允许更新中断; Y: @0 k* P) C) u
5)设置中断优先级. [1 r( r$ P* T1 S, a1 G4 l
6)定时器使能
2 L. ?; f' ]; V% p' [$ UTIM_Cmd(TIM3,ENABLE);9 `, n* R, R% l1 x5 f) w
7)编写中断处理函数并清除中断标志位& [; M9 B4 O" L( l
  1. 2 f5 S* W- G. u4 g  x. X
  2. if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)!=RESET)0 e+ l: R, ?9 D% {$ S, e; x9 }" G  B
  3. {! D8 j5 R8 O4 g1 d% {) w
  4. TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);
    % K8 v1 _; V5 V; s6 X5 S* h' ?
  5. PrintfUsart1("timer update!\r\n");
    # P# I, P4 s& D$ a
  6. }
复制代码
( q5 `; _8 [0 o6 S% _
' ~, J. _7 i" a
& Y7 x' F" p" _# [/ e& h
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