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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7 m4 E: Z( I2 U* F
% y( c1 y; l! I/ \$ J& V
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。) F8 u0 V7 a/ {. ?
% i8 V. ?% C- Q
2.定时器的基本知识
8 g2 ~7 @  f6 w4 ?$ v/ Y# b5 X% ?" {; [( s+ H) g
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。
2 q2 y) u# k( g
, ?0 K0 `$ Z. n& c# s/ T' CTIM1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;& q) X) Z) ?8 o* I

5 \! |* s6 ~& Q. t预备知识:7 _) y; ]: z. [6 k- |* o
, L$ W/ z" Z1 X2 `
① STM32通用定时器TIM2是16位自动重装载计数器。+ D4 S7 _$ V# P4 B
3 e$ j5 {9 ]* Y* @
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。2 L3 |7 b! a9 X
9 @: c  _  W9 e
需要弄清楚的两个问题:0 U+ V8 C" K+ T! d2 m- j9 s- S

% a$ I: V$ k# T1. 计数器的计数频率是什么?! X5 {# _8 ^( X$ S
9 Y7 k2 F7 @  a
这个问题涉及到RCC时钟部分,如下图所示:
& D' D  J( m. ]/ L* N
. }, t; N; a. v$ Q$ @8 V, A  X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。7 A- i' o% @  a) b: b9 }, Y$ W
/ g* p- s3 v/ y. W" g
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。
# d- @- C( {6 e: o7 c6 m2 v2 X' S% c/ l$ l
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。* S. k! L7 W9 O, n) X8 M9 A& b+ g

: X7 _0 g  {5 |0 u$ Q  n; P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。5 E' G+ g- m: M' _. h4 p9 i, \

9 P7 k7 F% C3 r: B% e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。
" _% e3 D! A8 `% @9 w% C  X2 ^& K0 e0 w4 r' _
定时器的计数频率有个公式:
# h8 |" @9 t8 K  k# Q$ v; W; m# D5 U4 i$ R7 t5 D5 {# I- s  e
TIMx_CLK = CK_INT / (TIM_Prescaler + 1)3 E& ~; X0 |. K
$ k7 P* I, n% k
其中:TIMx_CLK       定时器的计数频率
0 _( R3 y% H$ n5 O! o) O; i* g& {$ u+ u. e! N+ S  ?1 L# t5 f
      CK_INT         内部时钟源频率(APB1的倍频器送出时钟)" b& C- t0 S1 A/ q6 p

+ X  M8 G9 x0 H      TIM_Prescaler  用户设定的预分频系数,取值范围0~65535。0 |  a+ k  c9 }9 A3 b0 D" [* d

  g0 @+ g1 j- Q例如:RCC中AHB=72MHZ、APB1=36MHZ、APB2=72MHZ,则CK_INT=72MKZ。0 ~- X$ E3 P/ z1 T6 R1 ?4 H
2 o' R5 E* p; Z7 b& ]' V% Z  S: L
2. 如何计算定时时间?/ j6 c5 h' l3 m& f1 h- |" ~
& h4 P/ N* a  V# m
上述公式中TIM_Prescaler涉及到寄存器TIMx_PSC
9 c5 A, F/ s$ S
2 a5 M: t1 [  U  b2 p9 |2 _2 Z' Y* D如果TIM_Prescaler设为36000,由上面公式可知:' M; v5 x% J3 R) u# M0 n$ R( P9 w
- B& \5 D. Z, D' \: P- B
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.
( y0 A$ O# M) Y
2 R5 W7 I" n/ B; w& g1 C; q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& b5 b# J' e2 ]0 C( d1 B

$ I- K' `: W4 B$ W! R- \+ Z" ~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。7 ?0 n7 s* y# u
0 n7 E, w2 x$ |* q6 q
3.定时器的使用方法
/ K2 ]) l! V  _3 u4 `& C+ n, `4 R# S4 j1 m5 W
1)开启定时器的时钟,比如timer3,! C* a2 Y0 c% ~
3 G5 ^4 b% R4 e4 o
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
9 U$ ^3 U) E& I2)定时器时钟初始化
! l, x+ f. G# U8 q+ r% Y% c- D/ e
$ M% C7 p$ Z) h2 t( z/ c5 s
  1. TIM_InitStgructer.TIM_Period=9999;//计数9999+1=10000次更新一次
    2 J" m  [! J/ A8 D6 d+ J
  2. TIM_InitStgructer.TIM_Prescaler=7199;//时钟分频,72MHz/(7199*2): g2 T+ w5 [9 V% ?! w: Y+ u: r
  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# O( u9 [* K& N
  4. TIM_InitStgructer.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//无影响
    ! x  Z9 i5 \8 c. K% ]
  5. TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_InitStgructer);
复制代码
9 ^" F7 O5 |; J6 m+ L
3)清除中断标志
5 [7 F3 v% O. B8 V, X; T0 {. X- t
TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);
5 x; e! e" a. D( M4)允许更新中断4 r! C/ Q8 k5 Y* e

  \  q7 U3 ^5 R) ]0 r* S: a+ y- ETIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);//允许更新中断
- _' }+ P1 T2 |2 l9 l6 n5)设置中断优先级
5 I0 N5 U4 ^, k; g& G6)定时器使能
7 J* @5 a0 C: o5 q3 V! FTIM_Cmd(TIM3,ENABLE);1 B# c) C3 W. \: n
7)编写中断处理函数并清除中断标志位
+ V6 c7 @7 R. L$ @% Q
  1. ( K7 a0 ~( U# a) ~4 n7 e0 ^: i
  2. if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)!=RESET)
    ! Q% ~' ]6 r/ F% @
  3. {/ A* M# _' r" t1 d4 L0 M0 n" s
  4. TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);
      x# R/ H. ~! w' n. S" U8 E6 r
  5. PrintfUsart1("timer update!\r\n");
    ; w! f1 K! ~% F+ r2 t. ^# d
  6. }
复制代码

) D+ X9 Z1 w* f1 b" G
% d" y7 ~1 R% O7 Q; ]6 O
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