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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  v* z: ^* f2 d/ D. h& S. K

! Q: S. j- \  D2 |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。( @, h  O; D. g' U5 x5 c

+ t3 e2 |+ g5 N# h& K9 L2.定时器的基本知识5 u; Q& ^$ q7 s$ C: h

/ J, I) F. ^0 f4 v7 Y2 tSTM32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。# w0 N5 _2 L8 w9 Z
  E7 {2 n+ f& W: |2 `9 e
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;
- l( ~& l2 P- J! r1 S3 Q3 R) W( \* G
预备知识:7 b3 B+ F! S6 R. T: W* f6 H1 s: K! O

& u3 M4 U4 s  ?. A3 C- R① STM32通用定时器TIM2是16位自动重装载计数器。
2 c) y/ T+ b" a  P
2 D5 l1 z( }3 x) U4 E( \8 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。; f; p# n! a1 y& Y& b
7 _/ A" w1 ~* b1 z
需要弄清楚的两个问题:
! K3 I0 r8 y" v& x- [. n/ ]& B2 `8 _1 e4 H0 a
1. 计数器的计数频率是什么?3 Z" t* E" J1 S3 @6 N+ l3 U- ~; ~
% z" F+ F% q1 m, H
这个问题涉及到RCC时钟部分,如下图所示:- F7 ^! P" l  ]1 k1 L9 G' T2 f

; t" s' \0 s5 g  c( Z7 `1 H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。
6 q' I+ J2 z# z# q1 B0 C, {
' F% Y% M+ r1 ?* n) {" Y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。   @/ [) m2 V2 Q7 g
+ w2 A. R" i$ E8 C9 c
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。
! O7 V2 ~6 S2 h1 p8 h
% C+ O1 v- A" p0 _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。( s. s- _' b! F# e% J

5 Q6 w( T& C3 F9 R( L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。
% ]$ ]- f; `3 z$ F! ]9 B2 X& n
# Q- ^9 K8 j3 ^8 D( J, j4 b定时器的计数频率有个公式:- \3 L- k, a8 |2 W& r) K$ c  @
% I+ e6 v" M& M
TIMx_CLK = CK_INT / (TIM_Prescaler + 1)* e' L% {  o/ R5 i
2 e6 |( y; A+ F+ \
其中:TIMx_CLK       定时器的计数频率
# R1 X  m" r2 w: m) T2 a: ~, l, ^/ k# U8 a$ k, C- L
      CK_INT         内部时钟源频率(APB1的倍频器送出时钟)
& G. R) ?9 l% e6 i2 j
2 t! k7 w' [& h! `) d6 e) v' b      TIM_Prescaler  用户设定的预分频系数,取值范围0~65535。
' e; x/ g) }9 _2 w) V4 ?% w+ S6 G0 h+ Q6 G3 K1 ^0 A
例如:RCC中AHB=72MHZ、APB1=36MHZ、APB2=72MHZ,则CK_INT=72MKZ。9 f! V7 F" M  P; [) p
2 @1 Z9 I5 W: @) j% v/ x
2. 如何计算定时时间?4 v* x# R8 l* _& c
6 R# K' V: F2 U0 ?/ T9 [
上述公式中TIM_Prescaler涉及到寄存器TIMx_PSC
; a8 ]4 K6 b6 v0 r0 S/ `5 Q- f) F' D) R- M8 ^9 p: h, V
如果TIM_Prescaler设为36000,由上面公式可知:
' H0 F* D- ?6 k9 _
, ^1 I# ~2 P, K5 w9 H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.5 h2 M' }3 v9 L" U
& O2 s$ L/ W& C( o- U& D1 X
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
; ]) \( V  r3 m' p
* S$ t0 T9 A* [5 N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。
$ G* v* {0 w/ N8 @  N2 R& _' N' R0 `( L
: j  a; i1 [+ t. \3.定时器的使用方法/ J: H% C0 q) Y

7 F8 o5 q  [, {* H8 c1)开启定时器的时钟,比如timer3,' _7 ?6 e* q% X, y$ J  ?
: @+ F0 R( B$ |# E, z6 B' B$ x9 D
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
; X$ K9 [: y/ X8 Y2)定时器时钟初始化; n1 H! G/ n* y& S9 U
% P/ {7 E; n7 m4 y- Q1 L. E, X
  1. TIM_InitStgructer.TIM_Period=9999;//计数9999+1=10000次更新一次! T) H9 G- Z; k# V. B
  2. TIM_InitStgructer.TIM_Prescaler=7199;//时钟分频,72MHz/(7199*2)) M+ [6 A  X! P
  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
    + e  `  n& |: p& y7 `' P$ }4 \
  4. TIM_InitStgructer.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//无影响& G. ~$ }1 j3 w# p+ h- {* ^
  5. TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_InitStgructer);
复制代码

7 [1 R* H$ h- h3 M" z- P" G2 V3)清除中断标志
" ~! a4 S8 i5 z
7 K1 z3 K5 b! dTIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);
) G$ P: ?: g3 V4 L4)允许更新中断
0 ^/ k5 R! G' y$ f' Y; m! ?% _; v9 C  f+ r, ]' ~
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);//允许更新中断
0 Z) l. t5 ~1 f  p. v/ q5)设置中断优先级' u$ C' [( V& y, x
6)定时器使能. `. s" r$ R* W, h( J# l" X
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);* A/ y" S; i3 n( E9 i0 W3 ]" @/ n
7)编写中断处理函数并清除中断标志位' e* H: N7 G* U$ i9 h: ?$ U0 V! \# Z

  1. + R9 K( s6 Y. a  Z; T
  2. if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)!=RESET); }, P4 Z0 i# ^& S! h% p
  3. {
    7 ]! {/ T' g2 m
  4. TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);
    ) M! K4 F5 v3 k! S
  5. PrintfUsart1("timer update!\r\n");6 v' }* Y& B2 e* B' {
  6. }
复制代码
0 }2 @1 I9 d/ `, D* z& b
! r  {$ h( a$ `0 O' C

( i7 W: u, w( r  V: d( {0 C
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