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【经验分享】STM32G4之基本定时器

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STMCU小助手 发布时间:2022-7-5 22:02
一、定时器介绍$ `! x) b7 w. e# i
STM32G4系列共有10个定时器! Z2 k% P9 v* l$ u! y* K
) T+ T& c: G8 w6 R# N
• 2个基本定时器(TIM6和TIM7)。* x/ L- o& |, p- S5 X
• 3个通用定时器(TIM2~TIM4):全功能通用定时器。' u& R2 D; G3 Y+ }- W+ ^
• 3个通用定时器(TIM15~TIM17):只有1个或者2个通道。
) X% K, m$ [% _2 M- S' d• 2个高级控制定时器(TIM1和TIM8)。
/ ^7 z7 z, D! @9 o( h2 D3 X9 ]( G  ?& F$ K0 N* z
{]4T~3)27A84`[WT3{NC6(N.png
$ k4 {+ F7 K: A1 m5 b: c7 p) v) N0 O5 C; Q
不同定时器的功能区别:
) k  u1 Q, e4 \) Y) `2 G, c" g) z/ r$ q+ s+ t$ l
基本定时器有的功能通用定时器都有
8 u2 i3 k' l+ i; p$ `. C0 f通用定时器有的功能高级控制定时器都有# t8 ]/ q1 M$ h; A/ f6 ^

& K; }, B2 I& k功能:
6 f2 F+ J) ~1 O* S5 E% U4 K. F1 J8 t' J* E# [2 v1 C
• ADC和DAC开始转换触发
! _2 v* c  _! \2 S• 输入捕获:脉冲计数、上升沿或下降沿时间检测、PWM输入检测
. }% J6 U. H0 B! B6 e, N• 输出比较:脉冲输出、步进电机控制8 ]1 F! C6 x2 ?
• 脉冲宽度调节PWM:电压输出控制、直流减速电机控制、直流无刷电机控制
, X) Q; t1 |2 b' J( ^: \• 单脉冲模式输出: K) C; x; C( D
• 编码器接口、霍尔传感器接口0 ]% |9 c4 H( E4 e/ U- k

; m+ X' c' R1 P' k1 s9 ~# R# _定时器时钟:来源于APB
8 G9 m4 k/ I0 }( v- R
  r5 X, l4 {4 C: Z ]@4N(`BB@QX0@[MT~76AK1K.png
5 f3 Z% E2 t( `2 ]; M! v& G: ~3 n/ j
当APB1/2分频系数为1时,给定时器的时钟为X1; e  F8 Z6 d8 C" h5 ]: H6 d
当APB1/2分频系数不为1时,给定时器时钟需X2
+ @- S( Q, w% |: X9 m& h: A% v- S' }6 D# u5 w3 ?3 @
总之给定时器的时钟频率是高频率,若不分频,分频系数为1,给定时器的时钟为X1;若APB1/2进行了分频,就给分频后的时钟x2,提供时钟频率
. |# |( r* p6 y6 u9 @3 o, G7 k& h2 g. b  j) ]6 l2 \& \# @. }
时钟引脚:
7 |+ \: {% A3 c, S) ^) e; U1 r 6)3LP9I5F7@OGA}@I15XC8G.png . e# B* [& e- O1 g7 A( Y
" ?6 e5 J  Z% J0 h( L/ J
注意一个定时器有多个输出通道,引脚要与通道相对应
$ C7 f/ P  E3 @) }1 R& W
6 N! o4 f! u% s; L# i4 p定时器计数方式
* }3 o& z" h% s, H1 E+ R9 Y
( C4 n  `* H$ Y N9@A00EA}}4JBR}6R3A_EFS.png & M4 ^8 d) @& }
4 ?' B) g  A+ i
二、基本定时器
- c! c. j/ e6 f  {) f6 J
基本定时器:TIM6和TIM7) g4 W1 J+ j1 _0 i' Z
基本定时功能:当累加的时钟脉冲数超过预定值时,能触发中断或者触发DMA请求。是专门用于驱动数模转换器(DAC)4 z. G: E& z& Y* y( Q3 M8 ?
5 k2 N+ ]$ E- x4 F! [9 M/ o
基本定时器功能框图
1 d  F- f$ b9 @) g" c9 l9 f* q! @" r$ ~$ Y; l2 k: d8 m
4OX0OHX}UFJOOLKJ%~2]GPR.png 4 _' g$ C( o+ \2 G; Y: z1 k2 L. D
) z8 A4 u) \  P
触发控制器:核心功能是控制CK_INT时钟是否可以正常传输到PSC预分频器内
( I" r( d+ s& w# E* q$ R% t
& E% z8 Q) l# ?7 u0 a% {, e, g+ G7 l基本信号2 x- S7 k# y8 m8 e0 Z- D* z
$ c8 ^$ Q4 n* l3 Y9 c# X* b

" d- [2 a- r' l; r% j" o
' o& j8 r' b: R定时器时钟 tim_pck,即内部时钟 tim_ker_ck,经 APB1 /2分频器后分频提供,定时器时钟经过 PSC 预分频器之后,即 tim_psc_ck,用来驱动计数器计数。 PSC 是一个16 位的预分频器,可以对定时器时钟进行1~65536 之间的任何一个数进行分频。具体计算方式为: tim_psc_ck=tim_ker_ck/ (PSC+1)
; C$ M) `% |4 }) p# N
/ Y& b5 D- {% r. _* A; g/ d计数器 CNT 是一个 16 位的计数器,只能往上计数,最大计数值为 65535。当计数达到自动重装载寄存器的时候产生更新事件,并清零从头开始计数。
. f% Z+ @: Y# ~1 [6 x6 k! {# [1 `1 s# G3 a
自动重装载寄存器 ARR 是一个 16 位的寄存器,这里面装着计数器能计数的最大数值。当计数到这个值的时候,如果使能了中断的话,定时器就产生溢出中断。1 u% U8 s" N, [. z. y2 n. i* y

, x6 ]: V4 |% z$ E* a3 S% A) Q( R该寄存器在物理上实际对应着 2 个寄存器。一个是程序员可以直接操作的,另外一个是程序员看不到的叫做影子寄存器,当更新事件发生的时候,重装载寄存器的数值才传递到影子寄存器里。影子寄存器是真正起作用的寄存器。当使用定时器过程中,如果不修改这个寄存器,就不涉及这个问题
. Y- d( f" |9 [8 r0 N1 v% N* o2 ~: y1 Z& V! C
定时时间的计算:5 |% j; ^- H9 U* }1 D
定时器的定时时间等于计数器的中断周期乘以中断的次数。计数器在 tim_ker_ck的驱动下,计一个数的时间则是 tim_ker_ck的倒数,等于: 1/(tim_ker_ck/(PSC+1)),产生一次中断的时间则等于: 1/(tim_ker_ck* ARR)4 k! r* |7 e2 L$ G8 H7 I8 v
2 k* U- t. ]% g6 I7 ]( p
如果在中断服务程序里面设置一个变量 time,用来 记 录 中 断的 次 数,那 么 就 可 以计 算 出我们 需 要 的 定时 时 间等于 : 1/tim_ker_ck*
1 J0 {% j% m1 b2 O# R" z(ARR+1)*time。. H' w% k% Y7 F+ H0 U
! C3 G' ~, P$ C# p
若tim_pck = 80Mhz , TIM6定时1s:分频系数设置为8 000-1 ,tim_psc_ck=80 000 000 / 8 000 = 10000hz,周期=0.1ms,arr寄存器设置为10000-1, 因为从0开始计数的,既定时1s.
& A) v, N/ t4 c
' S0 g1 ~1 s5 M0 S# U7 S; C计数过程:# [. q) _3 L. {  ]
每来一个CK_CNT脉冲,TIMx_CNT值就加1,当TIMx_CNT值与TIMx_ARR的设定值相等时就自动生成更新事件(也可以产生DMA请求、产生中断信号或者触发DAC同步电路),并且TIMx_CNT自动清零,然后重新开始计数,不断重复上述过程。
# P1 T) |: x3 N9 c, O; U& v  y5 W9 L4 h0 W) q, v
因此我们只要设定TIMx_PSC和TIMx_ARR这两个寄存器的值就可以控制事件生成时间。对应的就是程序中定时器预分频设置(斜率)和定时器期。
" Z& U4 i; s! Y* M9 z$ p# z. m$ h/ L3 A" h+ H  H
小结:% s! |. p2 r) \8 @( l" P( o
寄存器组成:
0 b9 P. `7 C& q# K) O% r) W9 t2 C! O3 l
计数器寄存器(TIMx_CNT)、; ^- t3 I( m  @. ]4 N1 Z0 D0 }1 u
预分频寄存器(TIMx_PSC)、9 Q9 b% n0 E8 e$ H
自动重装载寄存器(TIMx_ARR)。! u/ p8 _9 W& M; \; g
三个寄存器都是16位有效数字,可设置的值为0~65535。+ G3 g% d2 b2 c7 d0 l  c
5 ~4 Z9 g5 ?- N4 P! t% |# f8 L
三、STM32CubeMX配置
8 d/ ?4 v* I( {5 o9 E设置基本定时器6定时1s! o  g' \- a7 f1 d% y

8 X* D; ]) J0 W4 ]9 s(1)激活定时器6
: ^" `: Y' i$ m  g$ J, V2 M! l8 X  o+ k4 S
YDKLEZS2KN8P(4)SI02[8~7.png
  [! K9 q4 E/ A( R& l/ l& n" N  ~' s5 B/ r' }
(2)配置定时器参数
) S' ^4 f9 Q5 F6 k% u/ @8 U
7 n8 G, M" J5 k- g: A SNG]FU6KBGTW13JA85V71.png ) [$ o# S  _, Z/ k( x$ F
0 _& Q, v8 W9 l3 U/ {- f
(3)配置NVIC
% K: w, K" N3 C
' \, K+ y+ o' f. `0 p9 x9 @ F4)2{PK~8]BJP3M]SV}8HPO.png 0 E& ~8 M! P9 Q3 O5 E2 T

- s3 h5 s1 T# A3 f, `四、编写中断回调函数

5 k0 J# m  H3 |3 n' _/ B) K9 D注意在定时器初始完成后,一定要开启定时器中断和串口中断一样的,
  1. HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6); // 开启中断
复制代码

$ w( A; g8 N: A# A  U回调函数模板
! P$ a: k6 Z1 `' P1 ]0 w9 G. u( q" Y; z
  1. // 1S更新一次5 {1 ~+ P) c9 ?$ Z
  2. void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)2 X2 f5 L1 \2 ~# z! N" N% P2 ~
  3. {0 d! i% `8 w! n' ?' u% i3 @
  4.         /* 程序编写*/  Z; T( b4 o, l3 M  K4 I" J) M
  5.         HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6); // 这里也要写开启中断: j/ i# d$ S+ W  K6 q* C
  6. }
复制代码
7 M( Q0 h7 E( A9 h  {
" p- n2 v. j, N6 f4 w( D: o
, _7 B$ V" w7 P5 e/ f

$ @1 `! {; W6 m7 T& k" b7 e5 Z: C& o/ V2 F
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