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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
# d( X* O1 j. i, M0 }% i# o3 Y" _: \5 A$ t. h6 f
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。
; b2 T$ H; u! y  G; y5 R( G3 g9 B' C/ }# [/ n. k, O7 s# W! |$ p
2.定时器的基本知识. g* ?  }/ L0 y1 Y2 V! ?& j/ Y

5 k( P4 h& V; Z) v, T9 `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。; d, o- q6 ]+ X5 D1 b5 e
0 x. D3 L" U; a- i6 G  n
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;9 F& g* b8 C+ E6 |4 O( d5 M
9 V9 O+ S' z' E5 N' X
预备知识:
$ F+ C2 c4 Z% \5 G2 H# n
3 \6 N3 j1 d1 U① STM32通用定时器TIM2是16位自动重装载计数器。
/ v" A$ h& U" z/ {2 }9 }1 F' C! B5 I2 t
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。
% ]) y) ^% ~2 K% c7 H7 K
' o( z, T7 Z# }7 v! G需要弄清楚的两个问题:' _1 `! f) N7 k/ }1 C. e; X6 c

8 a6 U& l0 ?- n2 K' z- M1. 计数器的计数频率是什么?8 h: z' x5 K( j6 ~: b. ^
9 P; A; m1 f6 E% d9 l
这个问题涉及到RCC时钟部分,如下图所示:" w# N( {. p9 g( i/ X# B
+ ?/ q4 G# j0 M6 W: F  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。
' G6 |$ R) I0 f3 @) X) Z- q
' Y& w/ C; n0 k6 X' c- j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。
2 T8 a: b  L5 U/ G0 }. w! k9 c8 \! l( B0 O
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。
& c- V  L/ ?, D9 N4 s! e9 m7 P( K5 {( S) z: g) ^+ ^
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。6 t0 l! R) J% g/ y
! F6 X( P$ a1 c# z
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 i. d% Z0 R3 H# h# D8 C
: M6 p; z. v1 D% ?: K$ m$ h
定时器的计数频率有个公式:
& u- ?0 z$ {3 b3 t
  Z, v( C% Q2 Q1 a& o9 |' KTIMx_CLK = CK_INT / (TIM_Prescaler + 1)" N% L5 ]7 {* @2 V

' v8 B6 V5 m5 I7 a  M7 C其中:TIMx_CLK       定时器的计数频率2 t1 C; R5 q  I9 m! K
$ w7 B4 p( ^' W7 t6 `; p) E2 R
      CK_INT         内部时钟源频率(APB1的倍频器送出时钟)! |; ?* y; O& v. J$ p- q

* W$ D4 a6 S. G& B      TIM_Prescaler  用户设定的预分频系数,取值范围0~65535。
# K2 H# g9 ]+ ~, b
% i* j2 {. @+ n! p( ]5 n  X例如:RCC中AHB=72MHZ、APB1=36MHZ、APB2=72MHZ,则CK_INT=72MKZ。
2 ]" J( b: e! U
: ^( C* e" ?0 x4 A2. 如何计算定时时间?+ k. z% q9 V+ d* i/ X+ s$ H; R  n
9 m1 m) S7 c. `7 M$ o
上述公式中TIM_Prescaler涉及到寄存器TIMx_PSC, f7 S- {) J6 M

! r1 C9 y, T, H4 w$ Y% {如果TIM_Prescaler设为36000,由上面公式可知:3 D9 ?/ U$ y4 k, _3 ]
+ S- |2 S$ V6 ?. U- f/ z
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.
; _* g5 P$ h. s* s8 N, @
' F5 w# u; U$ j3 q1 ^0 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_ARR7 p# _1 l: D% T4 C6 r5 F  c

% i$ ?4 @6 B8 u$ x: ?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。: `4 s/ b7 U( {; f+ @

0 m) g. H. X/ G4 k" _3.定时器的使用方法
& u( D: e$ P4 V9 Z3 y" m0 R8 J; D" A
1)开启定时器的时钟,比如timer3,
: V0 N' M; s( S# Z/ U$ |9 O4 z9 R& e9 c7 l. ~. J  Z, d
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
% z2 W( `! j6 s% N" T2)定时器时钟初始化" T' M* f# S( K$ ?0 w. `+ g- W
& \4 u7 J% v( |! y! K  ~% J
  1. TIM_InitStgructer.TIM_Period=9999;//计数9999+1=10000次更新一次4 B% B, R1 i7 U) W
  2. TIM_InitStgructer.TIM_Prescaler=7199;//时钟分频,72MHz/(7199*2)  J1 j. h' }* ]# `
  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 d) K1 k8 T1 n' U/ B& u. G
  4. TIM_InitStgructer.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//无影响
    / M* ?4 S% y) N: k! F, S  D
  5. TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_InitStgructer);
复制代码

% h" H+ J3 i" d  x0 R! T9 n3)清除中断标志& U' t8 h: E1 K) \; w2 f) h5 \

8 i# C) z: ?1 y7 \1 ]* a& Y( C/ aTIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);
& t2 R/ k5 }) f: e, a+ `5 ^, T4)允许更新中断, y; s: i7 H2 t+ C/ I
" ~) ]5 B, W! D. x/ {: P5 F$ V
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);//允许更新中断
6 r4 E& Q# O1 v( L) x4 O0 d5)设置中断优先级7 k2 a% q. R, h* V  ?
6)定时器使能
( U4 L0 l( d6 Q* R+ Q' C( bTIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
" P4 h/ V; |8 b- L1 X7)编写中断处理函数并清除中断标志位. F; @& Q6 L8 z% }0 U' G
  1. & j& ?# e( s$ {" x* ~  T- X: Y
  2. if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)!=RESET). F0 d. i' U: [' ]6 A! `* T, X
  3. {  I8 r6 J# U" ?/ E/ ~
  4. TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);
    * [. z5 \0 @. [4 n3 b
  5. PrintfUsart1("timer update!\r\n");
    , U+ k% H: q& _
  6. }
复制代码
" j( L+ ~; r: Y5 v  j' C" b

4 O8 L1 S% y7 h5 M3 x! B, U
/ `$ K0 M" @9 ?3 Y4 v* j  P2 K
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