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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
. e1 l0 R; O$ C4 F5 x  A% H: }5 W- t, ?  x6 o& v; w: l6 N
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。, X, r2 V# \$ ?: i2 X; ~6 h1 U. f7 m

. I/ `4 r! Z7 I$ r! i& S5 V, j& J2.定时器的基本知识
0 `1 Z: m* H5 s& r6 r
* G& E; k, B) m  r  q# p2 CSTM32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。& S/ U, t0 W* f% H0 X$ G7 a

0 Q8 l% j  \  j% G: e/ A  sTIM1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;
) N2 ^) [9 t- [' r& {' {  z" n% _- r6 k4 d, Q: D% C6 f( R
预备知识:
8 F0 F* m8 ^& h% a  N; _0 v3 i8 G! d) x* H
① STM32通用定时器TIM2是16位自动重装载计数器。
1 r5 x8 E' ?+ X& q3 F( C% Q" C- H3 J& |; e; C) T) T# y& g( Q
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 \# A+ w. F; u$ x) y
0 b  i- S6 X; }0 H6 G需要弄清楚的两个问题:
  j, D9 m# l4 c* Z3 Y& I  T  n8 ?1 @+ X* t+ [/ ^  E  ~1 V
1. 计数器的计数频率是什么?" T3 a  J; `2 l! _& D0 g

3 F4 P- r. t/ a4 T) }. W这个问题涉及到RCC时钟部分,如下图所示:
" s7 j% `/ m; w
+ e# a0 N: \4 V% C' O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。
. q  y0 q4 h& }$ P
* L& U1 h: `! i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。
9 @; j+ G3 t# a4 R# y8 v) n( r/ U2 A2 L3 K' P$ Y
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。
" R8 m& K8 k- q8 l0 I' w, v
9 f- N$ p. p) e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。0 M, v7 c6 \; x+ t3 X( t

9 g8 `* c7 A7 h) J) m  O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。
9 p4 {# v% |: N' `
! Y% r7 A4 u* d! _7 p& k定时器的计数频率有个公式:% g# z7 |! G1 W- W( M

( D; U- O( P# }& u; W( aTIMx_CLK = CK_INT / (TIM_Prescaler + 1)0 q5 k/ e+ P/ `) ~* l
" p- h+ k5 x) h4 [/ y2 |/ ^+ m
其中:TIMx_CLK       定时器的计数频率% Q# i4 H2 \- H% A# z

/ ?) Z3 M  t+ N9 n      CK_INT         内部时钟源频率(APB1的倍频器送出时钟)
) Q( Q" L7 K8 W4 o0 W
5 B- J, k# A* b% P* M! i8 f      TIM_Prescaler  用户设定的预分频系数,取值范围0~65535。
9 W$ f" |9 |* P7 ]: x; ]+ v7 Y2 M
例如:RCC中AHB=72MHZ、APB1=36MHZ、APB2=72MHZ,则CK_INT=72MKZ。( F1 ]% C7 @$ p& }1 }. J* \

8 S4 H" G' _( a2 h) b& e2. 如何计算定时时间?
, x) k+ |. c, f, p5 m* {, h
( N: P* S' c8 K- F上述公式中TIM_Prescaler涉及到寄存器TIMx_PSC* n9 ]6 {. e7 V) ]$ p* T0 s

3 Z" ]& _& ~, Z3 m6 U/ A, c" \* Y如果TIM_Prescaler设为36000,由上面公式可知:
7 V, p5 R  N7 A; T9 B" c1 J; V  J4 m: b5 [6 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.
9 r: ]; _* a. Y5 D- a6 b. W" V( j# Y( M% E  {# g
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
# \- @  F4 U) _4 Y' m9 i0 P& W  I" |6 w+ {! U
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。
: t+ }: K# |0 {! B9 B: a' l0 R3 z8 R5 Y2 h2 O) s2 A6 F# J: B
3.定时器的使用方法
5 [2 S' Z' e5 L/ J; i- f5 N1 m: m' ?: j% N& y+ ~
1)开启定时器的时钟,比如timer3,- g, P# B; X2 Z. g% b
$ X& e9 q- ]' m6 p' j! o
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
+ P) y, N9 `9 S8 I) Y0 r, B; i2)定时器时钟初始化) b6 ~$ `6 n2 Q6 K' l

$ {7 ]5 h1 [4 m4 i+ W0 b) O
  1. TIM_InitStgructer.TIM_Period=9999;//计数9999+1=10000次更新一次
    ; h8 N8 R3 O$ t( T
  2. TIM_InitStgructer.TIM_Prescaler=7199;//时钟分频,72MHz/(7199*2)
    1 c( v) a2 f7 A5 G
  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2 n. T# B  E) z
  4. TIM_InitStgructer.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//无影响
    . x  V( V) L0 o$ P& l. C+ R
  5. TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_InitStgructer);
复制代码

* o0 c3 E: J- S9 F4 @/ ~& S; ?3)清除中断标志
& R* P; |! y. T5 ^5 z5 C
( j$ p2 a- b4 \! dTIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);
! }+ ^8 `! |' E* ~7 [4 {4)允许更新中断
: ]# [& h/ A, Q! n7 W
. E  n3 R# \5 l0 f: zTIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);//允许更新中断/ H; m5 V, n7 e( O
5)设置中断优先级
$ M- s0 ^* A# ]) _! s6)定时器使能8 l6 r7 t2 v8 D& G
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);) f* R( J" ^" G  l& N# i
7)编写中断处理函数并清除中断标志位# M5 p0 E5 T# j5 ]6 O1 ~

  1. 2 K, x' |7 F: v" c/ R- R7 U6 @
  2. if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)!=RESET)
    - R+ Z+ l) r$ V& p' g  u2 _5 j
  3. {
    4 p* r% o  u( d" t1 w& K
  4. TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);: X1 {6 `  n# [+ v  S
  5. PrintfUsart1("timer update!\r\n");, V" l9 [1 d' t3 W' U  J
  6. }
复制代码

1 J  \1 ~6 ^2 M5 @+ ~; K( K" G2 Y
  p4 e* I( H! d/ N- m8 H3 D  t' q% G& _% d- T2 j9 j, j
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