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【经验分享】STM32之定时器

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STMCU小助手 发布时间:2022-1-26 23:12
一、定时器简介
1、时钟来源
071525111602714.png
2、定时器结构(以基本定时器为例)
071527582707265.png
二、基本定时器的编程方法
1、基本定时器的寄存器
071530065041076.png
2、例程
  1. /**, M1 C, X% W7 o- n; H  y
  2.   * @brief  定时器6的初始化,定时周期0.01s
    : ]8 S: y/ R4 {0 t$ Y( E* \
  3.   * @param  无
    * m: {# o6 V5 T! V# W9 S: p! F
  4.   * @retval 无
    $ b7 U6 K# C! v& [1 j
  5.   */
    3 F7 d# f5 V- i+ @/ I6 w) U1 y
  6. void TIM6_Init(void)* N+ J: R, F/ {0 X/ h2 G
  7. {- H) Z' c; R/ N5 ]' I8 O( v
  8.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    7 ]6 ]4 U% b: Z2 |# U/ j9 h; z

  9. % u7 y1 T. e, o$ D9 |
  10.     /*AHB = 72MHz,RCC_CFGR的PPRE1 = 2,所以APB1 = 36MHz,TIM2CLK = APB1*2 = 72MHz */- Q0 W7 q3 H- Z9 A9 j5 ], y
  11.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE);9 `' h: A8 \1 w4 D: G0 @
  12.    
    / p) t; `$ d0 {+ A& b' J& ^8 h; z
  13.     /* 时基初始化 */           u3 [! M* q) ?$ F; D0 l
  14.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 99;          //当定时器从0计数到99,即定时周期为100次' c! ?5 \$ ~* D( M
  15.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 7199;     //设置预分频:10KHz) @1 |) ?( e* {
  16.     TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_TimeBaseStructure);# Z( ^: R4 p! i( T! n+ n
  17.     TIM_ARRPreloadConfig(TIM6, ENABLE);             //使能TIM6重载寄存器ARR8 {( H. f2 ]8 @" x0 k0 C3 r  M
  18.    
    ; R4 n: t( b4 p
  19.     /* 设置更新请求源只在计数器上溢或下溢时产生中断 */" Z! _/ q7 S( N1 i/ ?
  20.     TIM_UpdateRequestConfig(TIM6,TIM_UpdateSource_Global);7 h7 d- G4 ]* h- B( _% s& C* `7 B/ B
  21.     /* 定时器6的上溢或下溢中断使能 */2 D# h: ?: n: M7 Q
  22.     TIM_ITConfig(TIM6, TIM_IT_Update, ENABLE);$ w0 Q8 [% a' K' S, t
  23.     /* 定时器6启动 */
    2 \! Y+ K: q& W
  24.     TIM_Cmd(TIM6, ENABLE);                          //使能定时器6
    $ P% O* O  Z4 P4 D& b1 n
  25.     TIM_ClearITPendingBit(TIM6,TIM_IT_Update);4 _0 g, n( G. W7 O
  26.     /* 定时器6的NVIC中断配置 */
    ( A! ~# m. a" W
  27.     NVIC_TIM6_Configuration(); % C; C2 Y) a. i8 h& h
  28. }
复制代码
* K* t5 y2 Q- [
三、疑惑与解答
  以下问题皆以基本定时器为例进行阐述 
1、何谓更新事件
  更新事件就是指这个事件发生后,将会将定时器的寄存器进行更新,以使定时器工作在新的配置下,例如当一个定时周期结束(计数器上溢)或者其他事件。
2、何谓自动重装载寄存器(auto-reload register)
  自动重装载寄存器决定了定时器的上溢时机,当定时器的计数器中数值达到了自动重装载寄存器规定的值,计数器就要归零。也就是说自动重装载寄存器决定了定时器的周期。假定TIMx_ARR=0x36,而且分频系数为1,则可以看到下边的情况。
  p% o/ ^) q6 `3 u: V& {
071554500041494.png

3 k2 x+ E, c+ i7 h
3、自动重装载寄存器和预加载寄存器的区别与联系
   当“TIMx_CR1.ARPE = 1”的时候,STM32中有自动重装载寄存器和预加载寄存器(TIMx_ARR)。
  预加载寄存器是自动重装载寄存器的“影子”,也就是预加载寄存器是自动重装载寄存器的缓冲器。自动重装载寄存器的功能在2点已经说明,但是自动重装载寄存器不是用户用程序可以直接进行操作的,用户需要借助于预加载寄存器(缓冲区)才能访问它。
  其目的是为了保证自动重装载寄存器在合适的时候被修改,不允许其随便被修改,否则可能导致在过渡的时候发生不期望的结果。
  这是什么一个概念呢?
  在定时器一个周期结束的时候,产生了一个更新中断,我们在中断服务程序中修改预加载寄存器(TIMx_ARR),但是并没有直接写入到自动重装载寄存器。在中断刚一产生的时候(早于我们的服务程序),原来TIMx_ARR的值被硬件自动装入自动重装载寄存器中。所以下一个定时器周期的长度取决于“原来TIMx_ARR的值”,而非我们在中断服务程序中的修改值。
  那么什么时候,我们的修改值才起作用呢?
  当下一个定时器周期结束的时候,我们对TIMx_ARR的修改值就被硬件自动写入到自动重装载寄存器中,所以我们的修改值在下下个定时器周期才起作用。
  而当“TIMx_CR1.ARPE = 0”的时候,STM32中只有自动重装载寄存器(TIMx_ARR),没有预加载寄存器。自动重装载寄存器没有缓冲区,对TIMx_ARR的修改,也就是直接对自动重装载寄存器的修改。
  这种情形又怎样看呢?
  在定时器一个周期结束的时候,产生了一个更新中断,我们在中断服务程序中修改自动重装载寄存器(TIMx_ARR)。所以下一个定时器周期的定时长度要取决于我们的这个修改值。
总结:
  ① TIMx_CR1.ARPE = 0,自动重装载寄存器没有缓冲区,对TIMx_ARR的修改直接影响下一个周期的定时长度。
  ② TIMx_CR1.ARPE = 1,自动重装载寄存器有缓冲区,对TIMx_ARR的修改影响的是下下一个周期的定时长度。
      ③ TIMx_CR1.ARPE = 1,自动重装载寄存器有缓冲区预加载寄存器(TIMx_ARR),预加载寄存器更新到自动重装载寄存器的时机是:当定期器一个定时周期结束产生一个更新事件的时候。
  ④ TIMx_CR1.ARPE = 1,注意我们在写程序的时候,给TIMx_ARR赋值,并没有真正的写入到自动重装载寄存器中,而是写入到了预加载寄存器中。
  当我们需要定时器以T1和T2交替工作:
  ⑤ TIMx_CR1.ARPE = 0,自动重装载寄存器没有缓冲区,我们是在T1定时周期已经开始一会儿的时候,才去设定定时周期T1长度;在T2定时周期已经开始一会儿的时候,才去设定定时周期T2长度。因为当T1结束的时候,中断发生后,我们在中断程序中设定定时周期为T2。其实,此时定时器周期T2已经开始一段时间了。要知道定时器一个周期结束的时候,硬件自动进入下一个周期的计数,而不受软件的控制。
  ⑥  TIMx_CR1.ARPE = 1,自动重装载寄存器有缓冲区,我们是在T1定时周期一开始,就去设定定时周期T1的长度;在T2定时周期一开始,就去设定定时周期T2的长度。因为当T1结束的时候,更新事件产生(中断也发生),(我们在上一个定时周期的中断程序中已经设定定时周期为T2),TIMx_ARR中的T2值被硬件更新进入到自动重装载寄存器中。
  ⑦ 当T1、T2两个周期都很大的时候,需要ticks比较多,两种方式都不会出现错误。
   但是当T1、T2两个周期都很小的时候,需要ticks比较少,对于“TIMx_CR1.ARPE = 0”的情况,就有可能出现问题。因为有可能在T1定时周期已经超过T1时间长度的时候,才去设定定时周期T1;在T2周期已经超过T2时间长度的时候,才去设定定时周期T2。
总结:
  在需要不断切换定时器的周期时,而且周期都比较短,程序员需要通过预加载寄存器配合自动重装载寄存器,来操作定时器,以保证定时器周期的平稳过渡。  
4 B3 I" b, N* C0 R/ S) I
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