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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
! a. J0 y/ B, a1 C8 H" I
. F) B7 O4 C& P0 ~. L6 s' x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。5 C$ X5 V5 D0 C$ U& o  B

0 s# A5 C. {: Q# L& J2.定时器的基本知识) V9 Z# d  J% J$ @
" v2 ^% N5 B5 E. s4 @& ^  F
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。
' l, t+ F! g# e3 v  j: r7 {* u5 a
8 S6 q* h# ?6 z1 m$ a- YTIM1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;
% K2 \2 D( {0 Y! Y6 h4 N0 q
) k" L# W  ^7 A3 s) A预备知识:
- U4 p+ b2 N1 j% \: L% G4 }  _6 B5 x) e6 l$ t# O3 a
① STM32通用定时器TIM2是16位自动重装载计数器。
' j+ |5 ~5 Y3 I( |
' S, k$ x" t0 F- a3 T8 I② 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。
- M8 k5 a  P* X' G. C- F+ m, ~  K3 h6 @4 {$ N' U0 v
需要弄清楚的两个问题:
8 G; ~% a! R3 A. n2 d4 V
# x: N6 u0 W( z1. 计数器的计数频率是什么?
/ o8 `% c9 f+ t  s" g9 X1 R. A
' C8 R! {5 E" [! J0 Q这个问题涉及到RCC时钟部分,如下图所示:" K4 a1 n1 Q- |) `, p4 y' e* T
0 d8 j" P1 Q0 G' v# o* D# G
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。
/ p: A. V* D+ K  c, T# Q0 e5 R; a# x; M" z
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。 # u9 ]0 t% V/ s% i

+ M# c; ?% ^$ q! b, M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。! E0 z+ a( o2 q" G2 I$ P+ t- ?' b
# V* L, O9 O* J% B
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。
$ H2 z( S2 o$ G; w( ]6 ]
7 u; T  }& h8 T; g: n! ]0 @# Q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。3 [8 R+ m8 D4 n7 R3 x
0 U1 t7 Q9 y3 `  [; j+ T6 P5 Z  p
定时器的计数频率有个公式:4 `% x8 f. {/ k; e) n

0 o9 ^1 R7 [) n- N8 c7 vTIMx_CLK = CK_INT / (TIM_Prescaler + 1)
4 v9 k) m  X4 N5 Y- {* T. {8 ^$ ^. _3 ?( ^: v4 w( ?& P
其中:TIMx_CLK       定时器的计数频率( i. {/ l7 d& B  v+ L# C
/ h/ h5 R3 O2 E2 M# T
      CK_INT         内部时钟源频率(APB1的倍频器送出时钟)# h" |* `# f# Z, D6 V! G+ t
- \. h5 n3 E# y1 d% R
      TIM_Prescaler  用户设定的预分频系数,取值范围0~65535。+ x" U. z6 t( ~3 o7 ^/ p+ S# `

5 L9 {5 W2 x+ T8 Z; q1 H. ^例如:RCC中AHB=72MHZ、APB1=36MHZ、APB2=72MHZ,则CK_INT=72MKZ。5 i1 l' h0 h( T0 x# I

8 x/ Y% o- W2 D( o' ?$ w2 q2. 如何计算定时时间?
: r( y+ J. S1 c3 G: p6 ?. |  t) [7 E; I
上述公式中TIM_Prescaler涉及到寄存器TIMx_PSC, T, W6 r/ t( v! q
! V) ^% `. v& I6 n
如果TIM_Prescaler设为36000,由上面公式可知:
+ A6 N+ H) f1 s: r" |0 R6 T1 ?
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.+ U( X7 \: P" y. Y$ Z/ k/ O

5 M+ J! t! r4 R( j& {, V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
0 Y! t7 w, c5 u  v0 J( C' |6 W$ b  U
2 S: {+ P* A( |& [' 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。, t/ h8 m' \7 r) N* X! S

5 c& K: w/ N9 e6 F' P3.定时器的使用方法
: y. I# }2 o- u! w& f& j/ `' g0 t: C( t" l6 }+ Y
1)开启定时器的时钟,比如timer3,
$ P$ K' {. H+ D+ _7 ], e6 p! P+ _) Q! J7 A7 }( s4 \( J: c
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
/ z7 S2 V& Q, ]. \7 m* u) J! @2)定时器时钟初始化
* |# V' d! `6 g4 ?" p' H0 U1 m; e6 w% i" B' I* C( P) U0 Y
  1. TIM_InitStgructer.TIM_Period=9999;//计数9999+1=10000次更新一次! C7 ]; k3 Q5 j+ k. d% {
  2. TIM_InitStgructer.TIM_Prescaler=7199;//时钟分频,72MHz/(7199*2)
    $ y' y3 y9 s# i9 V6 e$ G) V% m
  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9 R2 e$ Z. X# V5 @3 n. h$ z
  4. TIM_InitStgructer.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//无影响9 L+ ^  p3 I7 \: c. |2 n( y! b
  5. TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_InitStgructer);
复制代码

+ u; f* ^2 [' A1 C" t3)清除中断标志
- @% R' R4 b; S; s; l1 j5 P, F) x8 f" x/ y" P6 J
TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);
+ p" l' O4 m: ?! K4)允许更新中断
( O7 m6 q+ [& j! S: e
' `- W. r$ U) m" x# QTIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);//允许更新中断! ^+ N1 E- x! q- a
5)设置中断优先级
+ r# F# S2 G2 U/ z/ j6)定时器使能! k7 T7 D. n5 M
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);" k$ m+ h8 f9 e9 e
7)编写中断处理函数并清除中断标志位5 \( G) I$ L0 v) [) P- d& x

  1. $ [+ w. R. J8 F7 }3 l
  2. if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)!=RESET)
    3 F0 S8 i+ B% {6 }- ~+ [0 V. \0 q
  3. {3 ?9 ~# w# _. j9 b& D7 G: R5 Q0 }
  4. TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);! C3 X0 z6 Z8 d( {
  5. PrintfUsart1("timer update!\r\n");8 n( e+ R9 _! l- H+ t
  6. }
复制代码

! J8 `# W& C/ Z" d
' F+ u- u  T: o$ x  G. P9 F- a$ s. v# L% {
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