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基于STM32F1的CAN通信之定时器

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攻城狮Melo 发布时间:2023-10-23 17:55
一、什么是定时器
4 z; O+ ~+ u: L, ]) T关于什么是定时器,简单来讲,就是是用来定时的。STM32F103ZET6有两个基本定时器TIM6和TIM7,四个通用定时器TIM2~TIM5和两个高级定时器TIM1,TIM8。每一个定时器都是完全独立的,不共享任何资源。
& T( B# t/ @7 K

' l5 g' [, D  J# Z" r0 N* r( a根据中文参考手册介绍,基本定时器最为简单,类似于51单片机的定时器。通用定时器在基本定时器的基础上增加了输入捕获和输出比较功能。高级定时器相比通用定时器,又增加了可编程死区互补输出,重复计数器等功能。
9 B9 ^  P7 N7 ^0 r1 T1 M2 Q5 z! O) s+ Z0 h1 v4 v0 P
STM32F103ZET6的通用定时器是一个通过可编程预分频器驱动的16位自动装载计数器构成。使用定时器预分频器和RCC时钟控制器预分频器,脉冲长度和波形周期可以在几个微秒到几个毫秒间调整。' m# e- n6 S: R7 Q# R. N9 _! x9 b

! b3 m6 Z6 H" U: N这里介绍一下对于定时器的个人理解。定时器的定时原理实际可以理解为按照固定的频率数数。按照固定频率就说明定时器一定要有输入时钟。比如输入为一个1KHz的时钟,那么数一个数的时间就是1ms。另外,数数也不是无限地数,数值有一个上限。可以规定是从0开始数到上限值,还是从上限值数到0。而且每次数到头,需要重新开始。比如,需要控制灯亮200ms。那么只需要在点亮LED之后,等到数到200时熄灭即可。当数到上限值或者数到0时,重新开始数。+ P8 S2 `9 r& s' U/ n' b

% q5 C0 p& s2 H7 i
5 `# i0 S% F% J$ H. J! P
二、定时器有什么用! e) L! j* Y. ~6 |8 L3 {3 n4 D
定时器有许多用途,以通用定时器为例。它可以测量输入信号的脉冲宽度,产生PWM波。此外定时器也可以用于触发ADC采集,按键检测等方面。4 l* i$ m* U3 s
6 G8 I* y6 _6 D' Q; o% r8 w
中文参考手册介绍如下" X3 |- P' J' o& w

1 b' {) B8 @5 M+ g4 r. k' }
微信图片_20231023175513.png
' i' l6 O2 x" s* S' J
中文参考手册对于通用定时器功能的描述
( t$ F( C0 z1 X- l5 V
, h; O" ]3 I6 k$ V  E
三、通用定时器详细介绍
( E8 H2 t' W' A5 ?速成选手可以线跳过这一部分,直接看下面,后来再返回来仔细看。
; g% G; K0 F$ e& }" l8 C5 `/ k
; r. ]& K  ]0 t, i' C/ f/ o3.1 时钟来源/ w8 ^/ e; T  W9 F% H0 z6 u
根据中文参考手册,通用定时器的时钟来源有四个。" {( w" t3 H2 ?, c- m5 i
• 内部CK_INT, \1 y& o. W5 w3 P: m
• 外部触发时钟输入TIMx_ETR(外部时钟模式2)
+ ]$ k# \7 F3 H• 内部触发输入(ITRx):使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器
4 L" i2 W1 e8 @1 k• 外部引脚输入(外部时钟模式1)
+ h9 L, B( O6 W* [' @3 f5 I  S6 [9 X
微信图片_20231023175507.png
' k4 B; i9 @) |: `0 ^. P
通用定时器时钟来源

! O. _! y, o. `5 w6 O" b

% g! i9 L( A# a
% z! T' l5 p, L
通过配置TIMx_SMCR寄存器来选择,关于寄存器这里就不再详细介绍了,大家可以去看中文参考手册。' K" D# P0 p5 [5 E/ s- p
, n' h* e" }5 C
根据中文参考手册关于时钟的介绍,通用定时器挂接在APB1总线。对于APB1总线的时钟如下
9 d  R" Q! S+ Y, s. J+ \; \5 E, \* |6 y, V, R4 d7 Y; d
微信图片_20231023175503.png
, e$ Q& k0 d/ O9 N
APB1时钟介绍
" P: ~' M$ ?9 ~6 [' M

3 t6 z5 W# c$ Q2 ^: n) G  U0 q! w! p- u3 ?/ L/ Y7 g+ K
如果APB1的预分频系数为1,那么通用定时器的输入时钟频率为36MHz,否则为72MHz。但是通常APB1总线的预分频系数我们不会设置成1,所以通用定时器的时钟频率为72MHz。" E% f' h& T# J: P1 {
' {  o( K2 Z6 L8 j. p
3.2 预分频器,计数器,自动重装载寄存器4 s# U/ ^' @$ ^7 K) H! [6 t

- k" C6 a0 f; V! m- R
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" b7 e6 b* n$ [& `& N
预分频器,计数器和自动重装载寄存器
; I2 K3 `6 W$ ^4 z  d1 }
" G+ n! L6 @- z

& k2 v/ K2 j. s
3.2.1 预分频器
& E& Q( R& X. c0 A1 g预分频器是对时钟进行分频,范围是1~65536。比如通用定时器输入时钟频率为72MHz,此时,将预分频值设置为72,那么最终计数时的时钟频率为72MHz / 72 = 1MHz。# x4 i8 E. r7 N
) u8 j& A6 z. i( ~' s! o$ C
3.2.2 计数器$ x" ]" d* H1 e5 x  J  i1 u3 {) F
计数器就是用来计数的,计数值取值范围是0~65535。有三种计数方式:向上计数,向下计数,中央对齐模式(向上/向下计数)。+ I) e- r4 \) A, S, W- @& c/ g
1 |8 O: R( s& v6 X
在向上计数模式中,计数器从0计数到自动加载值(TIMx_ARR计数器的内容),然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件。
; T* l. A5 D/ S/ w' x0 J3 E! L% w" _; \! B" `8 `& v2 j* [1 G
在向下计数模式中,计数器从自动装入的值(TIMx_ARR计数器的值)开始向下计数到0,然后从自动装入的值重新开始并且产生一个计数器向下溢出事件。
- [' `6 L/ A9 |; A  h- k+ D' F$ x4 s3 G! [) `
在中央对齐模式,计数器从0开始计数到自动加载的值(TIMx_ARR寄存器)−1,产生一个计数器溢出事件,然后向下计数到1并且产生一个计数器下溢事件;然后再从0开始重新计数。
; R! U% w1 p" F/ g

4 V0 v) H5 d, ?3.2.3 自动重装载寄存器
  L) o6 ^6 _2 e% H比如,选择向下计数模式,初始值为2000。当计数到0时,会再次从2000开始向下计数。这就叫重装载。但是实际起作用的并不是这里的自动重装载寄存器,而是影子寄存器。关于影子寄存器这里就不再做介绍了,大家可以自行了解。
! \( t* q8 ], @6 o! D! E
  s' T6 V$ v) _7 O3.3 触发控制器- v8 R. g0 B- d7 E( X; b* f
从图中的右上角可以注意到,有一个触发控制器。它可以用来触发一些外设,比如触发ADC采集,也可以用来给其他定时器提供时钟。
7 c0 H( a7 B- A) A8 A
% B3 s2 o: U& ~+ b+ i% R, q% S
四、PWM- \1 h9 H9 T# I+ g- d: g
4.1 什么是PWM
, g8 y$ I; Q4 F" t
PWM(脉冲宽度调制),它是一种利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的技术,也可以理解为是对模拟信号电平进行数字编码的方法。PWM可被应用于电机驱动,调光,通信等方面。9 W- ~; N' H% {/ V7 ^
% C/ ?' q, b- M% |0 q7 n6 N& E
4.2 什么是占空比
  Z* f7 ^% w( b5 z0 S/ T6 z3 S一个PWM是有固定频率的,也就意味着周期一定,一个周期内有效电平持续时间占整个周期的比例可以称为占空比。比如一个周期100ms,其中50ms持续为有效电平,那么占空比就是50%。正是通过调节占空比,来调节电机转速,或者用不同占空比代表不同信号,用于通信。
8 R0 ?2 e2 B3 K: \2 V& B
! d) M! i  [* ~+ S; ]6 ]5 n8 q
4.3 STM32F1 PWM介绍
4 U7 q) f: d, C$ |2 y/ x  s. x0 RSTM32F1系列单片机,除了基本定时器TIM6和TIM7外,都可以产生PWM输出。其中高级定时器TIM1和TIM8可以同时产生高达7路PWM输出。PWM输出其实就是对外输出占空比可调的方波,信号频率由自动重装载寄存器ARR的值决定,占空比由比较寄存器CCR的值决定。假设高电平为有效电平,见下图。ARR决定了周期(频率),CCR调节占空比。
9 Z: G1 o* h8 M$ T" o' p( D4 m
$ C" t& c6 b0 D! l' q
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2 [7 Q, u3 Q( F5 }( C% |
PWM示意图
, P7 Z* m+ N; `/ W+ l
+ O, J  _+ x: z3 t: S; j

! V& G9 e& m3 Y# O5 k+ l. R
根据中文参考手册介绍,STM32F1的PWM比较输出模式共有8种。脉冲宽度调制模式可以产生一个由TIMx_ARR寄存器确定频率、由TIMx_CCRx寄存器确定占空比的信号。在TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位写入’110’(PWM模式1)或’111’(PWM模式2),能够独立地设置每个OCx输出通道产生一路PWM。有关寄存器的内容,这里就不不再做详细介绍。
6 I6 C* y( f  N
6 i% v6 B2 @: i6 J+ l
这里介绍一下8种输出模式中比较常用的两种PWM输出模式,PWM1和PWM2。其实这两种输出模式差别不大,只不过输出电平的极性不同。
! {* U1 g* P8 h5 K# H8 X  a8 V4 k1 o# `7 k
TGA6C5PL18VL~RRI8{~94NG.png / r  s: I" ^( S6 G7 ]% E  [( B6 `- b

3 Y( S& k  o* O5 u- q( ?4.4 PWM频率计算
* L/ g" d3 ?" _6 I8 L, N" m频率 = (主时钟频率(72MHz) / (分频系数 + 1)) / 自动重装载值(单位为Hz)6 }4 @7 o3 b1 U7 ]! E3 g+ p
' S6 x# E! A5 E
7 d! r- J, ~; w4 Q0 L7 O
五、通用定时器输出引脚
9 }1 r9 f) m+ v( r! V  m- r4 [. q) u6 {) D4 u3 S- e$ A5 I
F44RWE@L[DPR%3U4AL8W[PR.png 0 Y1 c; W! l: e* ]1 ?; z( R
7 U+ J: }, o, `& S$ V% a
其他几个定时器如下, N5 f: R0 S: O

( B; Y6 D2 }/ L0 l
微信图片_20231023175428.png

6 h0 Q3 y2 @5 ~( P) x
TIM2的PWM引脚
" x  C/ V4 H0 U5 a  g# B
8 x# T1 P7 n* K' x" p

6 |# k( M% l5 g2 G3 z. D/ M
微信图片_20231023175415.png
+ _8 p+ g+ t. |4 B
TIM4的PWM引脚

! m6 I1 j, P# `# w4 p0 r. M  U( g

3 \- H% V+ H/ k

: P- t7 D& q# X
微信图片_20231023175405.png

' M6 y, n8 ~8 W+ ?
TIM5的PWM引脚

& U+ b$ r3 s1 W9 s$ K7 {4 h
六、实战项目! q+ Z7 [& [. U$ ~0 {, E3 q. c
这里以一个经典项目——呼吸灯,来一起熟悉一下定时器的配置和使用,要求灭—>亮—>灭,时间为2.5s。- ~6 m8 T. Y, W& Z8 X- W
. X0 Z, R" Z, r! X$ V
6.1 呼吸灯
+ x- e/ i" {7 {! V* V# L' K4 j呼吸灯是指灯能够像人的呼吸一样,实现由暗到亮或由亮到暗的变化,通常用于消息提示功能,或者作为系统正在运行的提示。之前一篇博文介绍过三种呼吸灯的实现方式,这里针对普中核心板,来介绍一下如果实现呼吸灯。
4 [: d8 M# e; s4 f; A
( J6 V8 X5 X- H/ \, {9 Y
6.2 实现思路
- C: `, U- [# z6 D  {; {- T. B这里用两种方法来实现一下呼吸灯。分别是定时器的溢出中断和PWM。其实第一种和PWM类似,我非就是控制LED点亮时间。6 {& D- m$ `3 x' k# Y# H" `
• 定时器中断实现 配置好预分频系数和重装载值,使每0.25ms进入一次定时器中断,记录进入中断次数(count)。当进入次数满100次之后(2.5ms),控制LED点亮的变量(t)值加1。主函数的while(1)轮询中,如果t小于等于count的时候,LED点亮,否则LED熄灭。t的值累计100加次后(2.5s),开始递减,LED由亮到灭。控制t是递增还是递减的是一个标志位(flag),初始值为0,具体可以看程序设计。/ X  V" r2 D5 t9 Z& `

# O9 i( x0 A, s- H6 f• PWM 利用PWM实现呼吸灯就更加简单了,只需要不断调节占空比即可。
5 l6 Y3 B: K) P0 x  c. ~: O, O
  @! g9 W/ r4 h1 `6 ]7 I1 e
66.3 定时器配置2 q8 c9 u! o" \1 i
配置通用定时器,有以下步骤# J: k, L, _0 i  T! w: o% |( I
• 使能定时器时钟; k, O7 A& |. H& A9 x
• 初始化定时器参数,包括自动重装载值,分频系数,计数方式等; ]3 d7 x  h. d4 {( U2 `) `
• 设置中断类型,并使能
' j$ J; {9 B6 B6 d. a• 设置中断优先级,使能定时器中断通道
7 _  o7 t/ F8 H9 N0 H. X• 开启定时器
" r( W  [# Z  B. t3 b/ S( X$ b! h• 编写定时器中断服务函数
, @+ H" U$ _) F2 E( C; I
/ }  m4 X1 M( e! p. d需要注意的是,配置预分频系数时,比如设置为6,实际是6 + 1。
, `* B9 L6 {' h

7 H, e( e& J, h' `定时时间T = 自动重装载值 * ((预分频系数 + 1) / 主时钟频率)。主时钟频率为72MHz。(为了避免误导,这里写的主时钟频率为72MHz是APB1总线分频系数不是1的前提下。)
/ `3 g9 g- v* Q1 y
6 t- }7 d* g3 G8 m- l) d
6.4 定时器中断实现呼吸灯8 v" E+ B, |4 e/ Z
定时器配置程序如下,使用定时器2,控制LED1实现呼吸灯,由灭—>亮—>灭,时间为5秒。
- `4 M, X( `; h8 t5 j. ?
  1. /*( I) z% N" F6 X; Q& V
  2. *==============================================================================
    / ^+ t8 D+ _8 O! Z0 L
  3. *函数名称:TIM2_Iint
    0 x& X, L% \& V) y+ }
  4. *函数功能:初始化定时器2
    . P( x5 J% E" R7 [' Y& {2 t! F
  5. *输入参数:per:自动重装载值;psc:预分频系数: g+ ~4 E# n% m
  6. *返回值:无, Q  e* @! _7 `* ~7 H
  7. *备  注:无4 Z/ j, v" \7 w7 L; z
  8. *==============================================================================
    + o: U" d3 q2 {" P
  9. */5 _% w( Q: n1 U5 B3 z% l% s
  10. void TIM2_Iint (u16 per,u16 psc)
    * B7 K9 W" \8 e# i0 r, X3 M$ J
  11. {3 Q. _7 V. c0 N% c; F
  12.     // 结构体定义9 {# T8 e. @# i5 t" \$ W
  13.     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    , r, @4 s4 y/ W8 ]
  14.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;9 U) ~) ~  c+ \0 m' y4 w
  15.     ' m: ?' T9 ~! w( F
  16.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);   // 使能TIM2时钟
    ( K  c$ p5 H( ?" z
  17.     0 F2 p; ]& B+ r
  18.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = per;   // 自动装载值
    ; f$ J( [0 C( h: t( M
  19.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;   // 分频系数# P" `9 W9 @9 W3 t
  20.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;   // 不分频7 H5 X7 g: T/ }5 }3 n
  21.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;   // 设置向上计数模式& Y1 q& e$ a' X; P
  22.     TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);2 n7 Y5 L4 E4 M# H% m  w. D0 U
  23.     ) Y1 M+ h" Y6 l2 W& o6 V. r
  24.     TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);   // 开启定时器中断
    ' U: b, a0 @6 S1 P% f& ]: X* e5 |
  25.     TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);   // 使能更新中断# o2 h/ f' B  ^' ^1 a6 n* E  x
  26.     ! g. _* W5 S, }  M$ z, _: ]/ V
  27.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;   // 定时器中断通道
    : Z1 M5 B. E' I9 u
  28.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;   // 抢占优先级* v. L, Y3 v+ u$ E2 H( V
  29.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3;   // 子优先级
    8 \- |7 H) h- M3 r+ |2 b3 n, E
  30.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;   // IRQ通道使能* m" _0 b; M- y9 ?& a$ T+ `' J
  31.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 3 x9 H3 s1 Q; k& j
  32.    
    $ Y) B8 R- v9 j6 c2 V9 J1 q
  33.     TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);   // 使能定时器 0 ?- e! K4 b' Z. c6 M
  34. }
复制代码

! s; m+ c) G8 X% N) M初始化时定时器的程序如下% l% P4 y) s+ ]
  1. TIM2_Iint(250,71);   // TIM2初始化
复制代码

9 X  [. Y) r/ J2 j& U预分频系数为71 + 1 = 72,计数到250进入一次中断,也就是0.25ms进入一次中断。累计进入100次(25ms)中断开始调节一点LED的亮度。由灭到亮,累计调节100次(2.5s)。主函数和中断服务函数如下, R$ }. R% \" ?# W& k3 E9 B( V
  1. u8 gTimIrqCunt = 0;   // 进入中断次数计数变量9 ^3 q8 s! m% d7 d, d7 S5 H! s
  2. u8 gLedLightCtrl = 0;   // LED亮度控制变量' m" }) y: D& w+ E% }8 E
  3. u8 gLedFlag = 0;   // LED亮灭控制标志位,0:灭—>亮;1:亮—>灭
    + o$ x& q3 @0 C! h" U
  4. + R6 E- k8 }# Z9 i
  5. int main(void)
    % b, q$ I5 J" _  Z3 e
  6. {
    ! h, d/ f% M$ U0 a& H* _
  7.     Med_Mcu_Iint();   // 系统初始化
    " r0 A* W, n3 Y1 t4 S, k0 E5 L8 P, Z
  8.     6 X+ Y$ ~6 d! z2 ~5 [
  9.     while(1)& a' t, b1 j$ v1 S- R8 J4 L
  10.   {
    - \$ H# N' f: m) G+ {) R. t  H
  11.         if (gLedLightCtrl <= gTimIrqCunt)
    3 R% c8 p. Z$ a0 r6 F2 D9 G
  12.         {
    % y; V4 p8 [0 H/ e9 \
  13.             Med_Led_StateCtrl (LED1,LED_OFF);   // 熄灭LED1
    # }6 _  `2 k" ~+ K- d3 }/ V
  14.         }
    2 B" g/ j  }; ~( ^
  15.         if (gLedLightCtrl > gTimIrqCunt)
    : L% S( h( ~* ~9 J5 O! {. V
  16.         {
    6 E! S) f2 d/ M+ h5 N( i$ F( l
  17.             Med_Led_StateCtrl (LED1,LED_ON);   // 熄灭LED15 V7 t, R, U0 y; r; K% P1 R" d; \5 S8 W
  18.         }8 w8 q& e8 M, \
  19.     }5 u- ]+ l% T" I3 \0 t
  20. }$ b& H* }1 H& m2 H6 m

  21. 2 E1 j& s$ r/ |+ l, F
  22. // TIM2中断服务函数
    0 c: v. A9 I3 l& D) {
  23. void TIM2_IRQHandler(void)   // TIM2中断' L; k4 Y2 {) D0 D) i
  24. {
    ) a; B5 R4 X1 g5 ]
  25.     // 产生更新中断' C7 Y9 P& H) D. M6 s
  26.     if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET). E& U, u: u7 P! F9 b# r
  27.     {$ l' y9 ?- B( X% M! z% a1 w9 y
  28.         gTimIrqCunt = gTimIrqCunt + 1;   // 进入中断次数加1
    7 L7 e$ U( C/ T7 @' g2 c
  29.         6 ]3 _3 C9 @) ], ^+ j/ @1 o+ B2 M: W
  30.         // 累计进入100次中断,且是由灭到亮
    # @6 t2 d! Y7 T6 b
  31.         if (gTimIrqCunt >= 100 && gLedFlag < 100)
    : Y; j2 y. g# X& ~1 `
  32.         {
    ! R) G$ E, }: b+ S+ y  q9 @# t
  33.             gTimIrqCunt = 0;   // 清零进入中断计数变量
    8 Y5 A: F. V* ?: M9 T! X9 M8 O$ e
  34.             gLedLightCtrl = gLedLightCtrl + 1;   // LED亮度控制变量加1
    + c# T! K& v9 H8 e4 W5 ]
  35.             gLedFlag = gLedFlag + 1;   // LED亮灭控制标志位加19 f4 S4 g9 @4 ~2 ], k8 A
  36.         }; R! K2 Q" q3 D; U/ {8 B" Y
  37.         
    + g0 N+ n" k6 J5 O
  38.         // 累计进入100次中断,且是由亮到灭
    $ ?& c( H) [3 u- X
  39.         if (gTimIrqCunt >= 100 && gLedFlag >= 100)
    9 L: V8 p7 k7 a" W2 m$ D/ \6 A# `
  40.         {
    - g9 v/ w! ]3 A) V- `4 A+ k
  41.             gTimIrqCunt = 0;   // 清零进入中断计数变量
    7 H4 r  B! L! F8 v( P
  42.             gLedLightCtrl = gLedLightCtrl - 1;   // LED亮度控制变量加1
    " V1 [6 r& a- x& L) A; P
  43.             gLedFlag = gLedFlag + 1;   // LED亮灭控制标志位加1
    # l7 ]5 l# }& p% B! x4 z* ^8 t' @
  44.         }- V6 U( n- ?+ u2 l  _. j9 M$ z
  45.         
    % N9 l0 d; D: R$ c1 e: V- {
  46.         // 一个亮灭周期结束
    " D. Q$ d/ N1 Q# y; Z/ i; s
  47.         if (gLedFlag >= 200)4 b5 o% R/ K# t0 T0 ^( w% ]
  48.         {5 Q* G' F1 }- j2 o
  49.             gLedFlag = 0;   // 清零LED亮灭控制标志位
    . y& L; b! i8 B5 j7 R  C5 d8 B" t
  50.         }
    ) h3 E: m9 r. _/ B8 E
  51.     }
    # d( A; \7 S3 y7 n- B# a  Z, \
  52.     % g7 H; f/ @* j+ M6 B6 x) U
  53.     TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);   // 清除TIM2更新中断标志- M8 _9 f6 }- [8 I6 c$ v* h# I
  54. }
复制代码

/ o, a5 ?5 r9 Z  K9 F6.5 使用PWM实现呼吸灯

  |7 P/ \: K$ r6 U) H0 B6 ZPWM配置步骤* b: q. B9 J; i0 N% A/ |
• 使能定时器以及GPIO时钟,设置引脚复用映射
% W; O: u! \- h9 ?% q• 初始化定时器参数,包括自动重装载值,分频系数,计数方式等
4 s) t: D; [4 `8 \• 初始化PWM输出参数,包括PWM模式,输出极性,使能等
$ K5 e7 V4 H4 k6 A- Z$ e- T• 开启定时器
$ B* `+ t8 P3 Y, \8 Y; Y• 修改CCRx的值来修改占空比+ d7 f/ d( B- Q, A0 z% A
• 使能TIMx在CCRx上的预装载寄存器
5 l, D: a' ~9 k* D• 使能TIMx在ARR上的预装载寄存器允许位
! t1 d4 J3 m' s! X1 c
; h# z0 w7 L7 Y* P! ^/ vTIM3的通道1配置程序如下这里对引脚进行了重映射。
6 X8 z6 M6 K- f3 H! v) E) K- l+ u: B
  1. /*
    1 x$ z2 `( d: \; X! B+ H6 g5 ]
  2. *==============================================================================
    ) R) r3 B+ Z* n# i, H1 g( R: ?, _
  3. *函数名称:TIM3_CH1_PWM_Init
    & ~+ e* {$ K/ H" f2 k2 h% b( v9 ^
  4. *函数功能:初始化定时器3的PWM通道1
    $ d' W' M: m3 c4 {2 a8 d
  5. *输入参数:per:自动重装载值;psc:预分频系数
    ' O+ j) @+ N; o  p8 w, k' B, r
  6. *返回值:无$ x, X2 O3 r6 ]4 A+ X5 G
  7. *备  注:无& i) ]+ O6 I7 f7 j% Q1 g3 a
  8. *==============================================================================
    % O/ M' u# e0 a
  9. */
    5 {1 }* ?* R, F6 [# |
  10. void TIM3_CH1_PWM_Init (u16 per,u16 psc)  {9 ?5 B( M: k0 W! ^
  11. {5 u1 y$ Y% q( a! A" I& E. I4 g2 @) F/ u
  12.     // 结构体定义
    % m" `, V& a3 H$ s, B, p
  13.     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;6 ~; A6 S: d' [" n
  14.     TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    : H3 p1 Z! z# Q+ |4 n
  15.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;2 j3 {/ j+ U1 \# C* a
  16.     / z: w! U  L- g4 u6 N: k' B
  17.     // 开启时钟
    4 S  a) x6 Y- @. m  P9 T' G
  18.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);
    0 ]$ I" T% i: r1 c- ?
  19.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
    : v1 U6 x. O' r; h5 V$ b  Z
  20.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
    . _) S$ R3 x* F) H  j
  21.     & l2 t! x! a" S7 p$ B/ G- _
  22.     // 初始化GPIO. p. j( |% d+ H2 Z% N
  23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
    , `8 @* a8 j0 V+ v: ], a& w
  24.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    , t$ Z, k% |( k( s- y# V
  25.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   // 复用推挽输出
    ( w0 V. ^0 S0 E5 H: M7 G7 D
  26.     GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
    9 P2 s2 Z- z. W5 W: M
  27.    
    . r4 ]" W& U6 ~& }/ ?9 I
  28.     GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM3,ENABLE);   // 改变指定管脚的映射
    ' o8 g. t- O! @
  29.     ( J* u3 k5 r, g3 L" h* V7 A
  30.     // 初始化定时器参数# E! V* `, q) K" [+ U$ E  y: u1 h) y1 `
  31.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = per;   // 自动装载值8 O& g4 i- w5 S2 p  a5 O
  32.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;   // 分频系数' X. l, w, |; J6 L- D
  33.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    : W: Q- F2 P  h" \
  34.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;   // 设置向上计数模式5 ?8 n) v4 G' G0 ]; m* f2 }
  35.     TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);
    $ a1 F9 L+ s! i$ d" H" a4 L
  36.    
    7 z1 V: \+ @, Z) v: C
  37.     // 初始化PWM参数  }4 ^% P- V4 x% a* @
  38.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;   // 比较输出模式
    ' {1 h% o* J: c0 ]( D
  39.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;   // 输出极性3 C& O* }& v4 z7 }! y& y
  40.     TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;   // 输出使能0 n5 N1 f1 B- Z0 i% R5 c- B. N$ c7 x3 _
  41.     TIM_OC1Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);   // 输出比较通道1初始化) s+ v0 z3 O' s
  42.     % y7 Q8 I( ?  J) d
  43.     TIM_OC1PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);   // 使能TIMx在 CCR1 上的预装载寄存器- G2 R) I2 Q1 V9 n
  44.     TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,ENABLE);   // 使能预装载寄存器) r0 u! A1 v$ h6 |, h) p
  45.     * l8 S- n0 P4 S4 s+ a) O
  46.     TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);   // 使能定时器6 x" N: u3 H9 [! o( q& c
  47.         
    ( y$ @; ?0 J; h/ {5 |! w& G
  48. }
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, d8 s  G* k# a3 ^3 e/ N' q实现呼吸灯时,只需要在main函数中不断调整占空比即可,调整占空比的函数为
1 q7 t( P; V- e/ V9 v
  1. void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1)
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+ Q  H% S1 d; Z$ p4 B" t/ a" L% T
* @' P, ]; j* d4 ]0 z
这里main函数就不在列出来了。需要注意的是,设置的CCR的值,不能超过自动重装载值 - 1。
4 b7 Z0 _% k& w8 x8 K
& p+ o# _2 s; D& ]# d* g" {6 K( |
七、拓展

3 k  }6 p: }$ {& _: ?( i8 l8 z; h之前介绍按键检测时,介绍过检测按键长短按的方法。当时比较简单粗暴,这里介绍另一种,使用定时器来判断按键WK UP的长短按。假设规定,按下时间在10ms~500ms之间为短按,按下时间大于等于1s,为长按。短按LED1点亮,长按LED1熄灭。之前是利用delay来实现时间控制,现在改用定时器实现时间控制,但是基本思路都是相同的。/ ?$ z  k2 }' v3 C

+ t0 ?' ^! Z: C  U1 ~9 D$ n; z) v关于按键部分的程序这里就不再做介绍了。首先配置定时器,10ms进入一次更新中断,预分频系数为72,自动重装载值为10000。使用TIM2,定时器配置程序和上面一样,初始化程序如下填写
5 w9 ?6 ^) |" D% U9 H6 ]1 J  S8 e
  1. TIM2_Iint(10000,71);   // TIM2初始化
复制代码
1 n9 W( j( ~. b2 q8 e# h& ^5 s, x
main函数以及中断服务函数如下
- z+ |5 U  L/ k5 L: B
  1. u32 gKeyDownTimeCunt = 0;   // 按键按下时间计数变量
    7 B, e0 I2 K/ I& e
  2. u8 gKeyLongFlag = 0;   // 按键长按标志位! u  j7 D/ l, v! ?$ }' b7 I
  3. u8 gKeyShotFlag = 0;   // 按键短按标志位
    1 J  b3 H- E' Q1 }) K+ }1 `- C
  4. * O* C1 y: i  y. a4 k4 w
  5. int main(void)6 a. H3 Y# Z$ G5 L% Y
  6. {$ i0 R8 n' I7 q0 ~" q+ ]* W) u
  7.     Med_Mcu_Iint();   // 系统初始化
    2 \7 J- ^) S! V2 X3 ~
  8.     , a4 }" ^" \' u; \# b. g
  9.     while(1)' x0 s4 p) `9 P+ }
  10.   {
    3 A6 h" A$ M- V; f& l
  11.         // 短按& C% s3 J3 s. s& [+ w
  12.         if (gKeyShotFlag == 1); q. G5 Y% B  d3 t' ^
  13.         {
    " @/ [* V* _6 x% E; ^8 m  ^, ~
  14.             Med_Led_StateCtrl (LED1,LED_ON);   // 点亮LED10 O3 O8 x7 I& j7 u1 i! h2 ]( w* d
  15.             gKeyShotFlag = 0;   // 清除短按标志位0 Y0 e4 L; q6 s: R2 j' f+ ]2 z
  16.         }8 m  ]4 B; ?$ D* `' [  C! d* f
  17.         . b: N# ^% N4 W0 m# K( A; v  Q0 ^
  18.         // 长按' S" C6 `3 Y, ^4 U8 |
  19.         if (gKeyLongFlag == 1)1 f) e* c5 I* O
  20.         {
    0 K7 a9 B$ u  K1 ]8 Q- j) T) W. Q, N
  21.             Med_Led_StateCtrl (LED1,LED_OFF);   // 熄灭LED1; @! A/ ?$ u0 \" l/ t0 Y0 {
  22.             gKeyLongFlag = 0;   // 清除长按标志位
    8 h* L# m- U' m& H+ ^  E3 R
  23.         }
    + `8 P. C9 L6 t
  24.     }, \( g3 {4 E. g- H
  25. }
    ' Z* e! J* `$ m6 f# Y
  26. 9 L0 c1 C1 o8 p
  27. // TIM2中断服务函数& `- K7 Q+ e2 P4 `& G% y% }, L
  28.     void TIM2_IRQHandler(void)   // TIM2中断
    9 t* o: t# F) x5 J; W7 L7 V; w
  29.     {
    / l/ K# R/ N6 _  P5 q2 {4 K7 `
  30.         // 产生更新中断
    & ]/ t9 W4 L, r0 Q" h" s. o
  31.         if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)2 t: h3 R! @" O$ L6 v7 x
  32.         {3 j9 e0 @" |% L0 ~/ y
  33.             if (KEY_UP == 1)
    / @- L5 |% i# d0 e
  34.             {6 Z# P8 E1 j. A8 b5 }4 q
  35.                 gKeyDownTimeCunt = gKeyDownTimeCunt + 1;   // 时间计数变量加1
    , S  M+ w: J: o3 a# r* h' ^
  36.             }  U& y; ]+ o- O* E6 C/ [5 k1 Z
  37.             // 松开后# V* `$ D% f; ]. O3 D
  38.             else9 H( \& q( H: `: [) B5 @% a4 n/ T
  39.             {, ~' @( j8 ~- ]6 s9 F( }
  40.                 // 短按
      T% o8 i8 Q8 a  f8 k( w5 @. S3 k
  41.                 if (1 <= gKeyDownTimeCunt && gKeyDownTimeCunt <= 50)
    * M1 o' q4 s& e8 o! y
  42.                 {* \/ y# k: W! |' Q% F$ f
  43.                     gKeyDownTimeCunt = 0;   // 清除时间计数变量! y# f  n& f" g# x
  44.                     gKeyShotFlag = 1;   // 短按标志位置1
    - U% P1 w, x! z: \# I5 y
  45.                 }
    7 x$ V/ z# a6 d% p, g
  46.                 // 长按; S& X7 X6 _) A6 ]
  47.                 if (gKeyDownTimeCunt >= 100)
    # ]: R; A. F! R, m. @
  48.                 {/ J9 K! ]4 ?. o: r4 A  y
  49.                     gKeyDownTimeCunt = 0;   // 清除时间计数变量
    " _# h/ K! s' I4 P/ R6 C1 ?/ E
  50.                     gKeyLongFlag = 1;   // 长按标志位置1+ N5 Z/ e( a# z% d& K" m0 T3 L
  51.                 }( {: j' o1 S( [( L. o  K1 X
  52.             }
    + R; y' {4 p/ O5 q* f' L
  53.         }7 V3 m8 r8 e$ S3 H- E5 p
  54.         
    7 y  g( |' w# t- X( M& q% E  h" ^
  55.         TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);   // 清除TIM2更新中断标志4 h4 d( b5 C7 M# q# p+ o  {: b& a
  56.     }
复制代码

% Z5 L" K# K3 r" i" Q! G( @; u( R* N
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: s3 _6 [9 B- m/ F! F$ F
0 V5 E0 @1 |' K0 z( L6 D
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