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STM32F1的定时器可以奋勇TIME1和TIME8高级定时器,TIME2~TIME5 等通用定时器,TIME6 和 TIME7 基本定时器。本篇仅介绍通用定时器,而基本定时器与51系列的类似。
STM32F1的通用定时器是一个通过可编程预分频(PSC)驱动的16位自动装载计数器(CNT)构成。通用定时器可用于: 测量输入信号的脉冲长度(输入捕获) 或者 产生输出波形(输出比较和PWM) 等。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之间调整。 STM3F1 的通用 TIMx (TIM2、TIM3、TIM4 和 TIM5)定时器功能包括: 1)16 位向上、向下、向上/向下自动装载计数器(TIMx_CNT)。 2)16 位可编程(可以实时修改)预分频器(TIMx_PSC),计数器时钟频率的分频系数为 1~ 65535 之间的任意数值。 3)4 个独立通道(TIMx_CH1~4),这些通道可以用来作为: A.输入捕获 B.输出比较 C.PWM 生成(边缘或中间对齐模式) D.单脉冲模式输出 4)可使用外部信号(TIMx_ETR)控制定时器和定时器互连(可以用 1 个定时器控制另外 一个定时器)的同步电路。 5)如下事件发生时产生中断/DMA: A.更新:计数器向上溢出/向下溢出,计数器初始化(通过软件或者内部/外部触发) B.触发事件(计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数) C.输入捕获 D.输出比较 E.支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路 F.触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管 寄存器 控制寄存器1(TIMx_CR1) 位0:使能位,使用时必须置1。 位4:默认的计数方式是向上计数,同时也可以向下计数 由于其他位,用的比较少,这里不做介绍。 DMA/中断使能寄存器 (TIMx_DIER) 位0:更新中断允许位,本文用的是更新中断,所以必须置1,来允许由于更新事件所产生的中断 预分频寄存器(TIMx_PSC) 该寄存器主要用于对时钟进行分频,然后提供给计数器,作为计数器的时钟。 这里,定时器的时钟来源有 4 个: 1)内部时钟(CK_INT) 2)外部时钟模式 1:外部输入脚(TIx) 3)外部时钟模式 2:外部触发输入(ETR) 4)内部触发输入(ITRx):使用 A 定时器作为 B 定时器的预分频器(A 为 B 提供时钟) 这里的 CK_INT 时钟是从 APB1 倍频的来的,除非 APB1 的时钟分频数设置为 1,否则通用定时器 TIMx 的时钟 是 APB1 时钟的 2 倍,当 APB1 的时钟不分频的时候,通用定时器 TIMx 的时钟就等于 APB1 的时钟。 自动重装载寄存器(TIMx_ARR) 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,这个看不到的寄存器叫做影子寄存器。事实上真正起作用的是影子寄存器。根据 TIMx_CR1 寄存 器中 APRE 位的设置:APRE=0 时,预装载寄存器的内容可以随时传送到影子寄存器,此时 2 者是连通的;而 APRE=1 时,在每一次更新事件(UEV)时,才把预装在寄存器的内容传送到 影子寄存器。 状态寄存器(TIMx_SR) 用来标记当前与定时 器相关的各种事件/中断是否发生。 步骤 1)TIM3是挂载在APB1下,所以需要通过APB1总线下的使能函数来使能TIM3。 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能 2) 初始化定时器参数,设置自动重装值,分频系数,计数方式。通过函数TIM_TimeBaseInit 实现 voidTIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef*TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct); 第二个参数是初始化参数结构体指针,定义如下: typedef struct { uint16_t TIM_Prescaler; //设置分频系数 uint16_t TIM_CounterMode; //设置计数方式 uint16_t TIM_Period; //自动重载计数周期值 uint16_t TIM_ClockDivision; //设置时钟分频因子 uint8_t TIM_RepetitionCounter; } TIM_TimeBaseInitTypeDef; 3)设置TIM3_DIER允许更新中断 void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState); //第二个参数是用来指明我们使能的定时器中断的类型,定时器中断的类型有很 多种, //包括更新中断 TIM_IT_Update,触发中断 TIM_IT_Trigger,以及输入捕获中断等等。 如使能TIM3的更新中断,格式如下: TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); 4)TIM3中断优先级设置 需要设置NVIC相关寄存器 5)允许TIM3工作,也就是使能TIM3 TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能 TIMx 外设 6)编写中断服务函数 在中断产生后,通过状态寄存器的值来判断此次产生的中断属于什么类型。我们这里使用的是更新(溢出)中断,所以在状态寄存器 SR 的最低位。在处理完中断之后应 该向 TIM3_SR 的最低位写 0,来清除该中断标志。 读取状态寄存区的值判断中断类型的函数是 ITStatus TIM_GetITStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t); //具体使用如下 if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET){} //清除中断标志位的函数 void TIM_ClearITPendingBit(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT); TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update); 相关实验代码 #include “led.h” #include “delay.h” #include “key.h” #include “sys.h” #include “usart.h” #include “timer.h” int main(void) { delay_init(); //延时函数初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级,2位响应优先级 uart_init(115200); //串口初始化为115200 LED_Init(); //LED端口初始化 TIM3_Int_Init(4999,7199);//10Khz的计数频率,计数到5000为500ms while(1) { LED0=!LED0; delay_ms(200); //延时200ms,取反 } } void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能 //定时器TIM3初始化 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式 TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位 TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中断,允许更新中断 //中断优先级NVIC设置 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级0级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //从优先级3级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化NVIC寄存器 TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIMx } //定时器3中断服务程序 void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3中断 { if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查TIM3更新中断发生与否 { TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); //清除TIMx更新中断标志 LED1=!LED1; //取反。 } } 这里我不给出相应的代码。 定时时间的计算 当 APB1 的时钟分频数为 1 的 时候,TIM2~7 的时钟为 APB1 的时钟,而如果 APB1 的时钟分频数不为 1,那么 TIM2~7 的时 钟频率将为 APB1 时钟的两倍。因此,TIM3 的时钟为 72M,再根据我们设计的 arr 和 psc 的值, 就可以计算中断时间了。计算公式如下: Tout= ((arr+1)*(psc+1))/Tclk; Tclk:TIM3 的输入时钟频率(单位为 Mhz)。 Tout:TIM3 溢出时间(单位为 us)。 根据公式,这里的定时时间为:Tout= ((4999+1)*( 7199+1))/72=500000us=500ms。 由于现在初学,只用到了通用定时器的部分,等下次学会高级定时器的时候,会更新本文。 |
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