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资料篇| STM32 之定时器解析(附代码)

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eefishing 发布时间:2020-2-28 13:50
STM32 系列芯片拥有最少 3 个、最多 8 个 16 位的定时器,这是定时器通过可编程预分频器驱动的 16 位自动装载计数器构成。

7 D7 n/ d$ e4 m: X
定时器的主要功能有如下几个大点:

$ X! w; m$ t: M  f

5 p! \+ I; D% W) w
1.16 位向上、向下、向上 / 向下自动装载计数器。

0 a; c$ t' H( l% r  i/ @9 F/ [
2.16 位可编程预分频器。
! S4 A* i$ q% W- y  |# _
3.4 个独立通道(输入捕获,输出比较,PWM 生成,单脉冲模式输出)。

6 h: g+ G7 B0 u( }0 c& R! u
4. 使用外部信号控制定时器和定时器互连的同步电路。
8 y5 L7 I2 \4 H- J
5. 如下事件发生时产生中断 /DMA(更新,触发事件,输入捕获,输出比较等)。

: e9 L% {' K) m1 L/ ~7 A
tips:高级定时器 1 和 8 还具有死区时间可编程的互补输出。
9 {  d/ s8 C0 F$ q" ]
在学习定时器的时候,许多的底层问题,我们可以参考相应的参考手册,这里主要介绍定时器固件库函数的使用。
4 r3 m0 k+ n# e# R7 U/ p
1.TIM_DeInit 函数的功能是将外设 TIMx 寄存器重设为值,其中 x 可以为 2,3,4。

: z2 y& _6 y" k+ T
TIM_DeInit(TIM2);

3 I+ l! J- Y& }) G! C( D7 i
2.TIM_TimeBaseInit 函数的功能是根据 TIM_TimeBaseInitStruct 中指定的参数初始化 TIMx 的时间基数单位,TIMx 可以为 1,2,3,4,5,8.
TIM_TimeBaseInitTypeDef 定义在 stm32f10x_tim.h 中。

) V% T) y% H, m7 O% b! b
typedef struct

8 k$ n3 A7 Y3 f" I1 l. x
{
' i9 R! \; w% ?3 p9 R
u16 TIM_Period;// 用于设置在下一更新时间装入活动的自动重载寄存器周期的值,取值在 0x0000 到 0xFFFF 之间

7 L# Z: G5 ?4 O1 i% K: `
u16 TIM_Prescaler;// 用于设置用来作为 TIMx 时钟频率除数的预分频值,取值和上面一样。
6 h" R& I% k0 \- B! s* ]7 D2 t. B. r
u16 TIM_ClockDivision;用于设置时钟分割,可以为 TIM_CKD_DIV1/2/4
& J2 o) S' r9 @8 X% |, s0 L+ c! Q
u16 TIM_CounterMode;// 用于选择计数器模式可以为 TIM_CounterMode_Up/Down/CenterAligenf1/2/3:向上 / 下,中央对其 1,2,3,。
0 o+ n% u+ x, S
u16 TIM_RepetitionCounter;// 用于设置周期计数器值,
$ M- a! |- `& h
}TIM_TimeBaseInitTypeDef;

/ t- [6 `# w% U
例:配置定时器 2 向上技术模式,重载寄存器值为 0xFFFF,预分频值为 16.

% X# S# a7 `4 ~! X4 j, M5 }
TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;

, b  M  ~, b1 n# B1 T( [
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF;

( N. u* [$ \( u! D
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0xF;

2 R3 j4 u  {0 b& {+ n- Y
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDevision = 0x00;
! {# [  k9 {- o, c, m8 S
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
0 q9 T$ a: z0 O: _
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);
4 b0 v- v9 m3 B
3.TIM_OC1Init 函数的功能是根据 TIM_OC1InitStruct 中指定的参数初始化 TIMx 通道 1.TIM_OC1InitTypeDef 定义在 stm32f10x_TIM.h 中。
2 D7 s2 t3 [# p, E: u% u
typedef struct

! ^$ e- X. u, a& Q7 ~# w  ^. x# }
{
/ d( ^% ?! }6 @) M& b
u16 TIM_OCMode;// 用于选择定时器模式,TIM_OCMode_TIMling/Active/Inactive/Toggle/PWM1/PWM2.
& K+ r9 e8 ~1 P  l; d% c7 e0 S
u16 TIM_OutputState;// 用于选择输出比较状态。TIM_OutputState_Disable/Enable;

6 \' [! w  L- v. T
u16 TIM_OouputNState;// 用于选择互补输出选择模式 .TIM_OutNState_Disable/Enable;

3 e" C4 `; @( ]; x" V- D; t/ x
u16 TIM_Pulse;// 设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值,取值在 0x0000 到 0xFFFF 之间。
8 r8 r- d0 L6 p; a/ X: C. b
u16 TIM_OCPolarity;// 输出极性,TIM_OCPolarity_High/Low.

  A2 |; [. i; u: K8 m" v5 X
u16 TIM_OCNPolarity;// 互补输出机型。TIM_OCNPority_High/Low.

3 Y7 E  q9 t1 G6 ~
u16 TIM_OCIdleState;// 选择空间状态下的非工作状态。TIM_OCIdleState_Set/Reset
2 e+ ?0 w. g8 p  H, t* s
u16 TIM_OCNIdleState;// 选择孔宪章台下的非工作状态。TIM_OCIdleState_Ste/Reset
% b! q0 p. B/ x: O% y
}TIM_OCInitTypedef;

( y0 @( ~" c  A( h& D' N# `% P% m3 a
例:配置 TIM1 第一通道位 PWM1 模式。

4 X9 X% |2 `) ~7 D8 W2 Q4 Y
TIM_OCInitTypedef TIM_OCInitStructure;

' g& ~, y% N, s; D1 o
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = OCMode_PWM1;

( k$ b: K2 E7 g% e" W' j
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
: a( B# ?- E/ ]8 t
TIM_OCInitStructure,TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;

( ^* Y# ^0 p+ Q$ a# I
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0x7FF;
1 ^9 L/ \6 ^4 M- S
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;
! w+ s  q! i, f% Y: B
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_Low;
6 Y' x1 z9 c# t! T3 e+ L
TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;
3 J! _; \" q4 _% u* |0 a
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;
6 o* {. t) s$ W( O
TIM_OC1Init(TIM1,&TIM_OCInitStructure);

* U2 A4 O* z. q* [
同 OC1 的配置,可以配置 OC2,OC3,OC4,所用到的参数都一样。函数为:TIM_OCxInit,x 可以去 2,3,4。
% [% e2 q/ I  @6 a
7.TIM_ICInit 函数的功能是根据 TIM_ICInitStruct 中指定的参数初始化外设 TIMx,TIM_ICInitTypeDef 是定义在文件 stm32f10x_tim.h 中。
* ]5 M8 e0 h/ ~; v7 P+ I5 D& R
typedef struct
7 O- ]( A; A" ~4 s. O
{
6 i8 d' Y0 w" X" A/ q
u16 TIM_Channel;// 用于选择通道;TIM_Channel_1/2/3/4.
- q. `8 K& Q* V
u16 TIM_ICPolarity;// 用于输出活动沿。TIM_ICPolarity_Rising/Falling.
# b3 S% f$ _0 l# s# w" ^
u16 TIM_ICSelection;// 用于选择输入。TIM_ICSelection_DirectTI/IndirectIT/TRC
# `( }2 m7 Z  l! Q4 q
u16 TIM_ICPrescaler;// 用于设置输入捕获预期分频器。TIM_ICPSC_DIV1/2/3/4.
* Y. K" @9 Z0 ?6 e' y
u16 TIM_ICFilter;// 用于选择输出比较滤波器,参数取值在 0x0 到 0xF 之间。
! I: g  ^* l. x
}TIM_ICInitTypeDef;

  o  u$ F3 W) x
例:定义定时器 3 通道 1 为捕获输入模式。
- s; I/ Q5 G1 c4 @
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;

7 C; w8 u. V) g* C5 V+ W
TIM_ICInitStructure.TIM_Channe = TIM_Channel_1;
2 d8 P) [+ |$ V. h1 ^; m# P( k
TIM_ICInitStructure,TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Falling;

9 K3 l6 A5 }' \$ C, y. v
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectIT;
& @' `2 \2 ], \( `
TIM_ICInitStructure.TIM_Prescaler = TIM_ICPSC_DIV2;

1 s$ b2 Q1 }/ O0 b  y2 K
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0;
7 e0 T2 C4 B( C3 z
TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStructure);

3 n1 A) n. J7 E! M1 R$ u9 P# S
8.TIM_BDTRConfig 函数的功能是设置刹车特性,死区时间,锁电平,OSSI,OSSR 和 AOE(自动输出使能)。
# F# Z" l% o7 Z9 o; V, A( B
TIM_BDTRInitStruct structure 定义在文件 stm32f10x_tim.h 中。
; ?3 U& a8 ^. C! V
typedef struct
* L% F+ }8 v: r1 e1 m
{

# h! U1 f3 T3 ^+ @' |! M0 p: h
u16 TIM_OSSRState;// 用于设置在运行模式下的非工作状态选项。TIM_OSSRState_Enable/Disable

6 U3 ?4 E1 _3 y1 b  S  M7 L
u16 TIM_OSSIState;// 用于设置在运行状态下的肥工作状态选项。TIM_OSSIState_Enable/Disanle

. V- c- h! c2 q2 c, W! m$ W
u16 TIM_LOCKLevel;// 用于设置锁电平参数。TIM_LCOKLevel_OFF1/2/3.
6 _0 I* X( V% `" q/ w% H3 V
u16 TIM_DeadTime;// 用于指定输出打开和关闭状态之间的延时。

) t9 w7 m2 h' E3 F* D$ ~! A
u16 TIM_Break;// 使能或失能 TIM 刹车输入。TIM_Break_Enable/Disable.
# {6 p" X# ^' c. p, N2 J. V
u16 TIM_BreakPolarity;// 用于设置 TIM 刹车输入引脚极性,TIM_BreakPolarity_Low/High
9 E/ m+ }7 n& t; m) a! K% u5 k! u
u16 TIM_AutomationOutput;// 用于使能或者失能自动输出功能。TIM_AutomationOutput_Enable/Disable。
9 ]4 U5 l3 Z6 A( z' [, t' h
}TIM_BDTRInitTypeDef;

! f+ T% i; L+ o
例:OSSROSSI 自动输出使能,刹车使能,配置死区,锁定电平。

9 N3 D+ g  [: L0 H. J& a* ?, V* g' |
TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRInitStructure;
6 X  q8 l; E! e
TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable;
9 C' z0 B1 O0 w3 z  n) E
TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable;
/ c# s8 \9 B4 {7 q! @
TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_1;
, P, p2 `+ o3 L
TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Enable;
8 ^/ E; v7 t! p2 a
TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 0x05;

8 T  o- G) f2 t, p7 r
TIM_BDTRInitStructureTIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_Hgih;
. N" `6 ]  S% Z5 K- D
TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomationOutput = TIM_AutomationOputput_Enable;

; P5 ^0 I& R/ r: a
TIM_BDTRConfig(TIM1,&TIM_BDTRInitStructure);

# o2 v* n4 x0 {! l* b
9.TIM_Cmd 函数的功能是失能或者失能 TIMx;

1 y+ I; F0 @4 L
TIM_Cmd(TIM1,ENABLE);

0 J2 N9 u0 Z* B% U2 x6 b  F$ f
10.TIM_CtrlPWMOutput 函数的功能是失能或者使能 PWM 的主输出。
5 T8 d( ?  M5 ?- B; C: p
TIM_CtrlPWMOutput(TIM8,ENABLE);
! \1 u+ ^! P- S4 _, r' R
11.TIM_ITConfig 函数的功能是失能或者使能 TIM 的主输出。其中输入参数 TIM_IT 可取 Update/CC1/2/3/4/COM/Trigger/BRK.
TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_CC1);

; ^" y+ e7 u9 B
12.TIM_SelectInputTrigger 函数的功能是选 TIMx 输入触发源。其中 TIM_InputTriggerSource 可取 ITR0/1/2/3/TI1F_ED/TI1FP1/2/ETRF.

4 U, _$ c; c/ G
void TIM_SelectInputTrigger(TIM1,TIM_TS_ITR3);
4 B, ?! U% o. m+ z1 U
13.TIM_EncoderInterfaceConfig 函数的功能是设置 TIMx 的编码界面,其中 TM_EncoderMode 可以为 TIM_EncoderMode_TI1/2/TI12
TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM2,TIM_EncoderMode_TI1,TIM_ICPolarity_Rising,ICPolarity_Rising);

5 l$ ?6 o2 G* ~0 V
14.TIM_ARRPreloadConfog 函数的功能是失能或者使能 TIMx 在 ARR 上的预装载寄存器

* \" {2 Y0 m8 {( c
TIM_ARRPrelaodConfig(TIM2,ENABLE);
- @" H! S3 q( {7 n/ r9 u+ X
15.TIM_CCPreloadControl 函数的功能是设置或重置 TIM 捕获比较控制位。
* w4 g$ K6 M) G. W) O" I
TIM_CCPreloadControl(TIM1,ENABLE);

" u: S& g8 j+ ]) G$ p
16TIM_OC1PrelaodConfig 函数的功能是失能或者使能 TIMx 在 CCR1 上的预装载寄存器。
% b* a7 ~! @2 b- V8 m2 |0 I
TIM_OC1PreloadConfig(TIM1,TIM_OCPreload_Enable);

4 U9 O  X1 D. O5 \+ W
同样的道理可以得到通道 2/3/4 的额使能或者失能问题。
- c5 F" J# R: O
20.TIM_SelectOutputTrigger 函数的功能是选择 TIMx 触发输出模式。其中参数 TIM_TRGSource 可取 Reset/Enable/Update/CO1/OC1/2/3/4ref

) f$ i; t( v) ?% D3 \8 l- B& o
TIM_SelectOutputTrigger(TIM2,TIM_TRGOSource_Update);
  R7 `% x+ j& v4 q! t6 s
21.TIM_SelectSlaveMode 函数的功能是选择 TIMx 从模式。其中参数 TIM_SlaveMode 可取 Reset/Gated/Trigger/Externall
! [; N  x. Y; v8 r4 Y
TIM_SelectSlaveMode(TIM2,TIM_SlaveMode_Gated);
2 z- b6 r, p$ p2 j
22.TIM_SelectMasterSlaveMode 函数的功能是选择 TIMx 从模式,参数 TIM_MasterSlaveMode 用于选择主 / 从模式,可取 ENABLE/DISABLE.

5 O1 }7 O, F0 X6 R% J6 K4 k: N
TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM2,TIM_MasterSlaveMode_ENABLE);

* t+ `! P' C% [# \
23.TIM_SetCounter 函数的功能是选择 TIMx 从模式

" c% I7 j4 t" }" E
u16 TIMCounter = 0xFFFF;
  i8 ^. c: r3 E3 m9 K: I6 {9 n
TIM_SetCounter(TIM2,TIMCounter);

' e# a5 L; D7 R( y) Q) F
24.TIM_SetAutoreload 函数的功能是设置 TIMx 自动重装载寄存器值。参数 Counter 为自动重装载寄存器值。
: {! ?1 b0 Y8 w+ \  m
25.TIM_GetCounter 函数的功能是获取 TIMx 计数器的值。
$ \1 i* A. r% j
u16 TIMCounter = TIM_GetCounter(TIM2);
0 j* T" m" ]! M/ B/ u  b
26.TIM_GetPrescaler 函数的功能是获取 TIMx 预分频值。

8 g" T# r" S) f# N1 g
27.TIM_GetFlag 函数的功能是检查指定的 TIM 标志位设置与否。 标志位可以是 Update/CC1/2/3/4/Trigger/CC1/2/3/4OF.

* D& x* w, D7 s% {
28.TIM_ClearFlag 函数的功能是检查指定的 TIM 标志位设置与否。
+ ]: {8 Q1 Y+ ~( U
29.TIM_GetITStatus 函数的功能是检查指定的 TIM 中断发生与否。
: d* H% R. P) V1 D
30.TIM_ClearITPendingBit 函数的功能是清除 TIMx 的中断处理位。

) U3 m+ I' q0 g7 N+ }
TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_CC1);
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