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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" P2 ?5 A# _. g- |
  @; \: Y- Y, u" z
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。: J+ J' m3 s7 B+ M8 v
) T8 |% D) j3 \& ?" h2 R
2.定时器的基本知识
' Q4 Y1 s1 N) i! y+ Z9 L/ ~: f9 D& S4 G5 R, [+ a6 K' L
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。
5 C+ r# P) }# q$ u. X% {
. ?6 S0 z0 M6 q  ?) i9 Y3 r% {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;
" b. L0 r0 a# P! G6 S1 v3 u3 R+ p7 m7 v9 J& l. h
预备知识:
- S8 I7 B* Q4 F* j- N8 V. c" S: W$ N
① STM32通用定时器TIM2是16位自动重装载计数器。! C  t3 j+ ^% u6 w0 u
. [4 M& J  F, m# }% X) m! N
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。  M( T. l+ U5 Y& j
& |5 `, A* @5 V
需要弄清楚的两个问题:
5 t. f5 q0 Z1 W  t" w
# ~. D3 o8 z0 U! v2 Q1. 计数器的计数频率是什么?
1 [6 [2 e" v0 q: X. X, h
! V; f- y8 O! n! V* i, ]: D这个问题涉及到RCC时钟部分,如下图所示:2 C  ^0 U% o' F1 e$ X. C: M5 y

. D- U6 O! Q* w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。
' A6 X8 R" |; G" d7 `
3 V5 S$ h! s7 _- h2 b: e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。
6 T- c$ q- t6 q5 ~3 _! r7 x! }$ b3 l6 L/ M  ?8 a
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。& j0 I' |; v$ x$ [! t- S, M
  Z! Y; V5 _4 T9 \3 }0 o4 U  T
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。" F& g8 V8 v: {# x0 Y: c4 q. a

" C3 R! I* g7 k! \4 p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。
: j, i- l, w# c. S0 d" i8 @( k) x9 t3 J: C
定时器的计数频率有个公式:
3 m4 j) U1 H" i& X  I9 I8 V$ N9 @% o* R
TIMx_CLK = CK_INT / (TIM_Prescaler + 1)
! P6 q6 c' r5 Q: P+ ~
. ^0 w- W6 i: ?! N其中:TIMx_CLK       定时器的计数频率
0 ^9 j  L8 J1 v  x. N9 n$ t! C5 X! O0 t
      CK_INT         内部时钟源频率(APB1的倍频器送出时钟)" j7 H' V6 a3 N  ?

4 ^3 f, ]# A1 z2 {      TIM_Prescaler  用户设定的预分频系数,取值范围0~65535。$ ~! O5 \9 `' d% k" q. ^9 |
4 L' v' ~, O8 y& @' H  w% T
例如:RCC中AHB=72MHZ、APB1=36MHZ、APB2=72MHZ,则CK_INT=72MKZ。2 n, r! K- R$ S* J# B! Q# L! Y; i9 U" N# j
/ q! I2 ?9 \1 E- [# y
2. 如何计算定时时间?
( F3 G2 x, q2 d2 j' J% z2 z2 @9 p# E
上述公式中TIM_Prescaler涉及到寄存器TIMx_PSC
8 E4 J3 p* ~7 B
% G# C4 ~6 d7 w% b5 `& U3 D如果TIM_Prescaler设为36000,由上面公式可知:# e$ C& H3 w& u, r& z
' A2 @; j7 E" Z; p* ~
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.: m  Y& C% \+ ?
4 g4 c6 u* y" {
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: N, B) W# X) y- U4 @9 [
' S# \+ M6 W( ]4 e
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。- f/ p* q" ]* B6 u' ?5 Y6 W. i8 j
' i, c: h- b0 I) s  J7 n
3.定时器的使用方法
+ T; J5 t/ U9 x' a2 l& p5 w0 }/ ^1 y2 G0 I2 B4 @
1)开启定时器的时钟,比如timer3,' r5 K+ G9 m7 ?, b# v
! q4 ?& L; K# e. ?
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
9 P4 ?/ h2 Y3 R. U; n2 E3 p2)定时器时钟初始化, U' i. m) O% g2 e! D

! Z% T! |( U( [. u8 v' `- M. ]
  1. TIM_InitStgructer.TIM_Period=9999;//计数9999+1=10000次更新一次  s9 `: a0 F- p/ }  H) c2 ~
  2. TIM_InitStgructer.TIM_Prescaler=7199;//时钟分频,72MHz/(7199*2)
    6 j8 E7 `2 L( L- ~' a! q. s
  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3 Y8 u" N0 G5 |
  4. TIM_InitStgructer.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//无影响
    0 z9 A9 l, A8 \' k0 b
  5. TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_InitStgructer);
复制代码

& K, @0 v' v; L0 I  r3)清除中断标志1 _0 W! T/ ?: A/ e6 G6 ~* a

8 N* H" ]" N# M: c3 TTIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);' s+ r' t* u# Q7 M. Q
4)允许更新中断) [' f. y) E0 i; Q4 b/ |
& b9 x) i( t$ D/ o2 j
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);//允许更新中断0 B0 d, U; z- `: c
5)设置中断优先级
8 ?3 s8 o- c( n, ~6)定时器使能
: K+ |5 ]9 C' J) U: E, J( wTIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
2 o/ p$ J4 M0 X' Z0 J6 m& o7)编写中断处理函数并清除中断标志位
( Z5 V4 B) `5 H: y( W

  1. 8 D) H& N- U* T) }7 N
  2. if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)!=RESET)
    1 y6 ^+ S; o. O$ O
  3. {
    2 c* E6 T) E1 {1 b" S+ {/ h
  4. TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);/ M. ?3 ], z& j( [6 Q% t
  5. PrintfUsart1("timer update!\r\n");
    & @* P* b. f5 ^: W) B' W8 @
  6. }
复制代码
- ~4 u6 n+ ~2 L( u5 @
3 ?2 v9 `! R) d9 Z

9 y( {  K- t& {7 d
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