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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# s2 H; f6 O. }
; m: z7 k  `/ i# Y+ A- `
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。) K7 b. ?. H9 C# y

4 N1 H6 _& g5 u  D# Q2.定时器的基本知识
! N% Y, z3 j/ a% Q" }2 u
+ ]& G4 ~6 W# x) A- {6 cSTM32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。- w4 a+ R& r( K; s! _9 z2 W
) X# v2 [) `/ n% B; K! b
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;
( ]& s8 ^9 i5 d- b! R6 S, c3 G4 p- E0 c9 s
预备知识:; y9 S4 O  s+ m( |4 x3 r( ^2 C

. G3 x& }3 C5 q① STM32通用定时器TIM2是16位自动重装载计数器。* h" `; V" W  b; }! y' ~, [

( W% {  B6 H) 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。
( w/ M5 n9 S' F8 r8 I
  \" B% O8 K* K4 _( p  Z需要弄清楚的两个问题:
3 m7 x! E/ F! m* {7 f7 Q; i, y
0 E8 ~4 `  c' r5 I1. 计数器的计数频率是什么?' J& s6 ~4 K3 E# `" K: X

3 V! U. J* o7 y9 x# Z这个问题涉及到RCC时钟部分,如下图所示:
. r, m; ?& X7 Y1 W6 z0 c* S& f6 @' E+ H; x
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 a  ~2 H* y- ^; o9 O& t

# U$ p5 O) C. _2 w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 M: k/ R- O; ]  M: h8 @& ~2 `0 [
0 `; f; y  x( q- W5 E  s
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。
* J" u& b) f8 k2 R, H  I1 N6 ?0 o  p+ S) g0 L9 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。9 S& |( `, U- Z5 H! p" `; V- u
' O! ^2 ]- e2 o
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。
8 e8 E% n7 M" I: y0 e1 {2 S5 c( z# j3 c
定时器的计数频率有个公式:
1 }3 I, k: t) u0 g8 J
; s; `/ G$ Q2 y  b  @6 C3 f* f  eTIMx_CLK = CK_INT / (TIM_Prescaler + 1)# i& V9 `4 P; ^! s

, w3 l7 }3 Q' ^" E6 ]其中:TIMx_CLK       定时器的计数频率4 J+ [9 |3 o" }
6 x6 E5 a0 f. P6 ~
      CK_INT         内部时钟源频率(APB1的倍频器送出时钟)
# b5 O# k1 r$ G3 {6 ^3 c; c9 K% _9 ~: z  o
      TIM_Prescaler  用户设定的预分频系数,取值范围0~65535。
$ h5 }2 R7 p: v3 d% j  C" N0 M4 i+ s# e! z- `0 o7 f
例如:RCC中AHB=72MHZ、APB1=36MHZ、APB2=72MHZ,则CK_INT=72MKZ。
' e1 ?- s! Z5 n6 f& Y  G# F, c' ?7 _+ W; o( X. \3 z
2. 如何计算定时时间?* v( m" f# O: l0 D+ I

) ^* r4 l$ K+ n; ]0 L+ p上述公式中TIM_Prescaler涉及到寄存器TIMx_PSC$ ?, C7 ?4 I6 W

6 ?! A( n" }1 n( g如果TIM_Prescaler设为36000,由上面公式可知:
( w  g" w) |* r0 `+ u* }4 Y; u! D  I8 b# r
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.: @: c% W1 i7 G& @+ ]
% R1 l: t" H& L9 k& \8 U
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_ARR8 j( h& ~6 t! @5 H/ ~& Q
# o- N8 e8 s, @6 z4 V- 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。# g# W  G& [, A  ^% }' ]

& b- M) a# F* D, j- a3.定时器的使用方法1 L3 d& M* P7 Q8 n8 m* L0 l
/ O2 ]* B2 v, B5 v$ A1 f( k
1)开启定时器的时钟,比如timer3,
/ }0 V4 g6 _/ K3 \/ S7 P% F/ K, s
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
- _/ B3 m- E  h/ K' t2)定时器时钟初始化
/ z. n4 i; G* A/ O% `! D& F0 `1 _) P2 q8 B$ U- h
  1. TIM_InitStgructer.TIM_Period=9999;//计数9999+1=10000次更新一次+ c3 W- L; i* p1 z+ t
  2. TIM_InitStgructer.TIM_Prescaler=7199;//时钟分频,72MHz/(7199*2)& W6 D' A# z& O2 I. v& p# F
  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, x7 y& @# @# t4 M6 H8 `; a
  4. TIM_InitStgructer.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//无影响
    3 k7 ~! z0 c0 S2 ?
  5. TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_InitStgructer);
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4 ]* z, |+ x; T8 H9 y; h" H) v
3)清除中断标志
# n9 F6 G4 f8 M. U0 m& j- [
: g3 t$ C* `/ c- _# sTIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);' P4 {7 F* c8 `, J: |
4)允许更新中断
* J& _% W0 a. E$ u* d
0 H0 r  F( K' S! m% YTIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);//允许更新中断
$ n& T3 E& n6 d. H9 }" @5)设置中断优先级6 j( O7 T9 t$ r' d3 r( `3 d# r
6)定时器使能5 v- k" [3 C+ P
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
$ f! ~  `' S+ t7 I7)编写中断处理函数并清除中断标志位6 u& s8 x/ l7 U6 K% i1 ^
  1. 4 t0 K; c7 T. j0 I' U3 a
  2. if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)!=RESET)
    & z8 Y' q5 ~4 v7 r# p
  3. {
    4 u7 Y1 ]$ x4 x, s7 z
  4. TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);
    * x* Y4 z6 m5 J+ s# A9 X' Q0 ~4 r
  5. PrintfUsart1("timer update!\r\n");7 z1 \, G0 r2 L7 x
  6. }
复制代码

3 C" Q- I1 X8 O& k5 A
( s" h3 M' A+ g* C, [5 ?3 S4 D5 J' A- [% h; G$ \1 B- l
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