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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0 R' k8 m$ d$ L2 n
3 E3 y! C5 h7 t& i% D1 V/ 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。, Z6 F3 S& _, m+ G8 D

! W7 z- ^/ B! J/ l7 q2.定时器的基本知识
4 q" X" Z! V9 ]5 ~$ U, u5 l5 G( _0 _' f8 ~
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。
0 x# C6 o1 W, }4 T6 `8 k( F* f5 F2 G3 S
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;( J/ {! E/ y6 h: ~/ t) q3 _
, l( b8 r' V) A- D8 `! c2 R. G
预备知识:
- q7 K9 Q$ G  c# l, Z9 G  w( Y0 ]0 |% J& b. w! s' J6 P
① STM32通用定时器TIM2是16位自动重装载计数器。
- A/ D! T/ T9 a" [7 f) T! c
+ H5 h+ E) _' g2 f/ |0 ]; m' Q9 |4 E② 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。
. N& @' S2 I: m( s' c! {+ X7 s  C, G5 d$ \/ M
需要弄清楚的两个问题:5 c8 `8 J  J# I6 I- x$ d

# ]% W: G5 O  M7 T9 o4 d1 o# j1. 计数器的计数频率是什么?
& N9 N% o) B1 N6 y  `6 ~" o; V! R8 i6 h, t1 B& m! }2 \  j" A
这个问题涉及到RCC时钟部分,如下图所示:
3 u3 L  B7 B/ l, P* q$ V! m8 E. g8 f* r; u0 Y4 D" @5 S7 w7 C
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。
; K- @' p$ y2 L6 @& J0 |$ b, m
" K8 E/ f1 r; {1 e6 l' V& U# [+ f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。
% x) g1 V9 z% Y3 t0 _! s
" t7 Q4 s) ?: U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  W2 ~/ z; }6 ~' o$ ]: l5 U" R! ?
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。
: q, X0 A5 A- h* O. d! b$ n1 E' d4 ~
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。" ~4 @1 F+ n: @

* h3 R3 C. L+ r0 `$ ^4 U* o7 h2 j# t定时器的计数频率有个公式:
6 @) R. p3 Q; l* L2 _+ G! M& n: H( a- D) Q9 v& s, k
TIMx_CLK = CK_INT / (TIM_Prescaler + 1)
  {( H) K3 l5 d; [: l$ y& a
7 r( M5 @# Z* D/ z' |+ w( `. u其中:TIMx_CLK       定时器的计数频率
3 |9 V0 I2 P$ x  m$ [" x- z9 A; x  U0 v
      CK_INT         内部时钟源频率(APB1的倍频器送出时钟)9 s' s0 ?+ [1 c* c3 P

( K# \( b$ c7 D# c& H; ~( v8 g      TIM_Prescaler  用户设定的预分频系数,取值范围0~65535。2 ^. N' e" G4 i' v4 B1 C
4 v4 i# e/ @6 d+ J2 F
例如:RCC中AHB=72MHZ、APB1=36MHZ、APB2=72MHZ,则CK_INT=72MKZ。& v' @: p+ I3 k8 a* H

8 f6 A! n) }% F$ n, Z2. 如何计算定时时间?# ]; \- D1 W1 y" ^8 F; H$ r
  H3 T2 B& ?1 w' u+ O! _; ~: C9 r3 W
上述公式中TIM_Prescaler涉及到寄存器TIMx_PSC- `% I6 \! U: F! [- L5 ~

3 R+ V1 q5 a: s如果TIM_Prescaler设为36000,由上面公式可知:! X5 r6 q7 j4 H9 A1 A' T

7 W  u8 w8 ]( u3 K2 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.
1 U) w! n. C' \, s1 S! @9 j
' b/ Y! h# _( g) d( n! ]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
% R; F' P6 [- j2 Q
- ]- W1 n. f0 y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。2 n2 C" l8 p5 x5 @7 |
/ c( B  j8 @: G9 S2 N
3.定时器的使用方法
/ o$ z; `. K& A, P
' c6 h, G( u: a# ]% ?7 U1)开启定时器的时钟,比如timer3,
" W* I% h: e4 A5 o: ~) b: o* n, [9 v2 s
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);6 M1 I5 Z6 o$ r1 l" r/ v; Z
2)定时器时钟初始化0 U8 Q% K2 u7 M, G
1 Z  X/ o5 T8 [$ h! \
  1. TIM_InitStgructer.TIM_Period=9999;//计数9999+1=10000次更新一次8 }: r7 b0 w+ J# H/ P
  2. TIM_InitStgructer.TIM_Prescaler=7199;//时钟分频,72MHz/(7199*2)
    & Q8 K* P+ B9 _& s- t( k
  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
    7 ?  {* j4 T6 z3 z3 e
  4. TIM_InitStgructer.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//无影响, Z3 r3 s- k1 R. N
  5. TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_InitStgructer);
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" k' F* z( R$ p' d
3)清除中断标志- m2 f6 H: M( y, m

% `& _3 A) e) m# |6 ZTIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);: ?  L! S5 Q: o- N* ^
4)允许更新中断) R- m. I0 E- h8 s; G3 d; o, R
9 c5 A1 n6 i0 f! \. s$ m5 T
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);//允许更新中断
4 K% |) {, o; e5)设置中断优先级
, {. N! c  r1 i7 u; h6)定时器使能# g( [( E6 `- b: V: r: A
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);" H& t- @, D7 d& N
7)编写中断处理函数并清除中断标志位5 w$ S; E. @" A5 Y
  1. 3 U1 x' n' P6 y. }
  2. if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)!=RESET)
    # H. P  B, b2 q2 p$ l1 J6 s/ B# U5 y
  3. {/ @+ n1 [3 T- N7 J5 V$ f% G1 e
  4. TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);: p! a! T8 R- _6 j/ ^2 l# C
  5. PrintfUsart1("timer update!\r\n");1 Y9 K- H; m: D, }. _
  6. }
复制代码

' F3 Q& R  g: e' s; J2 ?: `. l7 {5 y7 D

! o% @! s9 k6 U+ C  d
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