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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
$ i' m! B* Q8 e% E3 E# p$ T% \$ O. s4 B+ B
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。. ^0 Q6 M; g; S' O

9 `9 a1 b5 d1 [, H7 m1 e2.定时器的基本知识
4 O% r1 S- ^$ e; K* _8 h+ y. V1 x' U: v( W8 E
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。
! \" |+ }% V8 [
8 h! {1 y, E3 ~9 |8 z6 p' |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;" L# {2 W- l) L7 ~; {

1 t% h' B& k; a9 b) Z预备知识:2 w/ x9 e" {: V- v, c

( U* p! O0 p' ~5 t. k/ ~% T- [. V① STM32通用定时器TIM2是16位自动重装载计数器。
! A, X+ Z! g6 q: F& M! ]2 w, Y- ~2 w. n( b% u+ f
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。, H5 K! b+ X. H; T9 N5 m
4 \4 _& V8 J8 v
需要弄清楚的两个问题:
) S2 D  Q0 {- n- J: i3 }. w/ s
+ G2 q$ K# o1 Z* J& \1 n1. 计数器的计数频率是什么?, w7 r5 W% B4 V% O

+ w" i& S8 R" F4 x这个问题涉及到RCC时钟部分,如下图所示:
" Q( U1 ]3 k6 o$ Z: e! z4 q* |
& a* j8 X8 t  @6 m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。' u' o' s# u6 U6 U, [1 B; j6 @  @( ~

+ y& z+ H- b4 a$ c' x) P& z% m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。
; L1 `3 z' i* o7 Q7 Y0 F% p9 d+ H4 X
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。' a$ X# `) D& f( U! R
- U( s( K5 _, d; x) x( Z5 H+ M0 U9 V4 o
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。- p" i7 S' ^* l4 T6 t: c
% G1 D5 E; R& B& G
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。
- \# d7 C, w0 T: ?1 M& G; \2 D
' \3 T: E7 ], ^定时器的计数频率有个公式:8 I$ ?8 N0 o. S0 m6 Z
! }2 _) D/ d" ?- e% |4 C) N0 R" V
TIMx_CLK = CK_INT / (TIM_Prescaler + 1)
0 {* Z  l% u7 \. `) |- _2 z9 t
" J, g7 {# \2 E# D5 D. z3 C其中:TIMx_CLK       定时器的计数频率9 s9 o% X% I/ R

+ r- q: q, h  D8 M7 J      CK_INT         内部时钟源频率(APB1的倍频器送出时钟)
5 ~2 D) s5 T% P: D+ h  d
6 L+ B, H9 p! o: |4 L      TIM_Prescaler  用户设定的预分频系数,取值范围0~65535。. F/ V9 r1 _- \( c' U/ r
7 `9 d' V$ V! q7 p" T! ?% E! i
例如:RCC中AHB=72MHZ、APB1=36MHZ、APB2=72MHZ,则CK_INT=72MKZ。! U. |0 W% |1 {0 i1 A

( U$ p$ O0 U9 i. i2. 如何计算定时时间?
& q2 \, Y; w6 k; S" a# z# T3 X5 \: ^
+ J7 P% p6 _/ ~) T3 D上述公式中TIM_Prescaler涉及到寄存器TIMx_PSC! |) }  z1 i# e# B, J5 E! l1 s

1 D0 Z  f% _" A5 [. F9 D& J如果TIM_Prescaler设为36000,由上面公式可知:
0 C$ l. ^- m4 j9 W% h- z: `7 ?0 a. M! N. z4 h4 X+ N; A# N" G
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.% A8 i3 H" l0 \3 b# y  w

$ K3 ~; i0 E% G& R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
/ D1 o7 j! M6 C) _* }+ y; ?0 m- ^. m* W2 E
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。& z. s& ~* n! }( w5 e! B3 `% e

" F, N" o' P& P! Q1 ]& o3.定时器的使用方法- K3 T/ ^7 N$ q& C. U& a" `6 ^

1 e8 s  j7 N7 O9 _8 Q3 W: l1)开启定时器的时钟,比如timer3,
! C# R) {( v) d  _0 X4 f* q! {7 G, F5 f+ N
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);+ T; G* s: l: u; D8 y
2)定时器时钟初始化0 M. ~  @( e& I6 o" o+ o
% k$ y# D  S* X/ u
  1. TIM_InitStgructer.TIM_Period=9999;//计数9999+1=10000次更新一次- l6 f- U9 b9 ~4 M! t9 y; C
  2. TIM_InitStgructer.TIM_Prescaler=7199;//时钟分频,72MHz/(7199*2)3 U; b4 @, o. q( U, C4 I# o  p6 P! O
  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/ ^3 Z2 P$ Z# s( [, u$ k  D2 E
  4. TIM_InitStgructer.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//无影响
    ! I0 \: \+ H/ P$ t7 d
  5. TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_InitStgructer);
复制代码

; R. k: R* h8 J# I: {) o3)清除中断标志
. D% {7 A8 E) z; T+ P* b* j$ \2 p% |, a/ ]5 t5 R3 M
TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);
8 p3 V6 p6 ?8 i: B1 t4)允许更新中断# r/ V& k( E: G4 ?1 U
: G. T' `4 [, A) W* L6 B
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);//允许更新中断
$ h# ^! i0 V; i) X6 y! u/ L. ?5)设置中断优先级
# R3 F8 H7 i" y& [2 q8 N: h6)定时器使能
0 y  t1 u$ Y6 v( c* M$ l# ATIM_Cmd(TIM3,ENABLE);9 Q6 G9 |  V2 U9 e7 n5 y) v* ~
7)编写中断处理函数并清除中断标志位
  Q/ G- Y" c- W5 Z+ l: ?

  1. 8 a3 A4 Y' c2 @9 s5 C% I& h4 Z
  2. if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)!=RESET)
    , S- _/ Q0 i7 ~6 e& I
  3. {
    ' v  C- Q0 y9 k* G$ H# g# A6 i
  4. TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);, w# ^; ?5 ]9 H- t
  5. PrintfUsart1("timer update!\r\n");$ l3 D6 L7 S) L/ R
  6. }
复制代码

8 L, s7 d: G2 B7 G; q
; s9 G9 _5 O, y/ Y; D0 Z, p% U& L" w% d
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