STM32的通用定时器有何特点及其应用呢

　　STM32的定时器
　　STM32F103ZET6一共有8个定时器，其中分别为：
　　高级定时器（TIM1、TIM8）；通用定时器（TIM2、TIM3、TIM4、TIM5）；基本定时器（TIM6、TIM7）。
　　他们之间的区别情况见下表：
　　STM32定时器的区别 定时器种类位数计数器模式发出DMA请求捕获/比较通道个数互补输出特殊应用场景
　　高级定时器16向上、向下、向上/下可以4有带死区控制盒紧急刹车，可应用于PW
　　M电机控制
　　通用定时器16向上、向下、向上/下可以4无通用。定时计数，PWM输出，输入捕获输出比较
　　基本定时器16向上、向下、向上/下可以0无主要应用于驱动DAC
　　STM32的通用定时器
　　通用定时器功能特点描述
　　STM32的通用定时器是由一个可编程预分频器（PSC）驱动的16位自动重装载计数器（CNT）构成，可用于测量输入脉冲长度（输入捕获）或者产生输出波形（输出比较和PWM）等。
　　STM3 的通用TIMx（TIM2、TIM3、TIM4 和 TIM5）定时器功能特点包括：
　　位于低速的APB1总线上（注意：高级定时器是在高速的APB2总线上）；
　　16位向上、向下、向上/向下（中心对齐）计数模式，自动装载计数器（TIMx_CNT）；
　　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；
　　4 个独立通道（TIMx_CH1~4），这些通道可以用来作为：
　　输入捕获
　　输出比较
　　PWM生成（边缘或中间对齐模式）
　　单脉冲模式输出
　　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。
　　如下事件发生时产生中断/DMA（6个独立的IRQ/DMA请求生成器）：
　　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）
　　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）
　　输入捕获
　　输出比较
　　支持针对定位的增量（正交）编码器和霍尔传感器电路
　　触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理
　　STM32 的通用定时器可以被用于：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间调整。STM32 的每个通用定时器都是完全独立的，没有互相共享的任何资源。
　　计数器模式
　　通用定时器可以向上计数、向下计数、向上向下双向计数模式。
　　向上计数模式：计数器从0计数到自动加载值（TIMx_ARR），然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件。
　　向下计数模式：计数器从自动装入的值（TIMx_ARR）开始向下计数到0，然后从自动装入的值重新开始，并产生一个计数器向下溢出事件。
　　中央对齐模式（向上/向下计数）：计数器从0开始计数到自动装入的值-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溢出事件；然后再从0开始重新计数。
　　简单地理解三种计数模式，可以通过下面的图形：
　　
　　通用定时器工作流程
　　
　　对于这个定时器框图，分成四部分来讲：最顶上的一部分（计数时钟的选择）、中间部分（时基单元）、左下部分（输入捕获）、右下部分（PWM输出）。这里主要介绍一下前两个，后两者的内容会在后面的文章中讲解到。
　　计数时钟的选择
　　计数器时钟可由下列时钟源提供：
　　内部时钟（TIMx_CLK）
　　外部时钟模式1：外部捕捉比较引脚（TIx）
　　外部时钟模式2：外部引脚输入（TIMx_ETR）
　　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，如可以配置一个定时器Timer1而作为另一个定时器Timer2的预分频器。
　　内部时钟源
　　
　　从图中可以看出：由AHB时钟经过APB1预分频系数转至APB1时钟，再通过某个规定转至TIMxCLK时钟（即内部时钟CK_INT、CK_PSC）。最终经过PSC预分频系数转至CK_CNT。
　　那么APB1时钟怎么转至TIMxCLK时钟呢？除非APB1的分频系数是1，否则通用定时器的时钟等于APB1时钟的2倍。
　　例如：默认调用SystemInit函数情况下：SYSCLK=72M、AHB时钟=72M、APB1时钟=36M，所以APB1的分频系数=AHB/APB1时钟=2。所以，通用定时器时钟CK_INT=2*36M=72M。最终经过PSC预分频系数转至CK_CNT。
　　时基单元
　　时基单元包含：计数器寄存器（TIMx_CNT）、预分频器寄存器（TIMx_PSC）、自动装载寄存器（TIMx_ARR）三部分。
　　对不同的预分频系数，计数器的时序图为：
　　
　　计数模式
　　此时，再来结合时钟的时序图和时基单元，分析一下各个计数模式：
　　向上计数模式
　　
　　向下计数模式
　　
　　中央对齐模式
　　
　　通用定时器相关配置寄存器
　　计数器当前值寄存器（TIMx_CNT）
　　
　　作用：存放计数器的当前值。
　　预分频寄存器（TIMx_PSC）
　　
　　作用：对CK_PSC进行预分频。此时需要注意：CK_CNT计算的时候，预分频系数要+1。
　　自动重装载寄存器（TIMx_ARR）
　　
　　作用：包含将要被传送至实际的自动重装载寄存器的数值。
　　注意：该寄存器在物理上实际上对应着2个寄存器。一个是我们直接操作的，另一个是我们看不到的，这个看不到的寄存器叫做影子寄存器。实际上真正起作用的是影子寄存器。根据TIMx_CR1位的APRE位的设置，APRE=0时，预装载寄存器的内容就可以随时传送到影子寄存器，此时两者是互通的；APRE=1时，在每一次更新事件时，才将预装在寄存器的内容传送至影子寄存器。
　　控制寄存器（TIMx_CR1）
　　
　　作用：对计数器的计数方式、使能位等进行设置。
　　这里有ARPE位：自动重装载预装载允许位。ARPE=0时，TIMx_ARR寄存器没有缓冲；ARPE=1时，TIMx_ARR寄存器被装入缓冲器。
　　DMA/中断使能寄存器（TIMx_DIER）
　　
　　作用：对DMA/中断使能进行配置。
　　通用定时器超时时间
　　超出（溢出）时间计算：
　　Tout=（ARR+1）（PSC+1）/TIMxCLK
　　其中：Tout的单位为us，TIMxCLK的单位为MHz。
　　这里需要注意的是：PSC预分频系数需要加1，同时自动重加载值也需要加1。
　　为什么自动重加载值需要加1，因为从ARR到0之间的数字是ARR+1个；
　　为什么预分频系数需要加1，因为为了避免预分频系数不设置的时候取0的情况，使之从1开始。
　　这里需要和之前的预分频进行区分：由于通用定时器的预分频系数为1～65535之间的任意数值，为了从1开始，所以当预分频系数寄存器为0的时候，代表的预分频系数为1。而之前的那些预分频系数都是固定的几个值，比如1、4、8、16、32、64等等，而且可能0x000代表1，0x001代表4，0x010代表8等等。也就是说，一边是随意的定义（要从1开始），另一边是宏定义了某些值（只有特定的一些值）。
　　比如，想要设置超出时间为500ms，并配置中断，TIMxCLK按照系统默认初始化来（即72MHz），PSC取7199，由此可以计算出ARR为4999。
　　也就是说，在内部时钟TIMxCLK为72MHz，预分频系数为7199的时候，从4999递减至0的事件是500ms。
　　通用定时器相关配置库函数
　　1个初始化函数
　　void TIM_TimeBaseInit（TIM_TypeDef* TIMx， TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct）;
　　作用：用于对预分频系数、计数方式、自动重装载计数值、时钟分频因子等参数的设置。
　　2个使能函数
　　void TIM_Cmd（TIM_TypeDef* TIMx， FunctionalState NewState）;
　　void TIM_ITConfig（TIM_TypeDef* TIMx， uint16_t TIM_IT， FunctionalState NewState）;
　　作用：前者使能定时器，后者使能定时器中断。
　　4个状态标志位获取函数
　　FlagStatus TIM_GetFlagStatus（TIM_TypeDef* TIMx， uint16_t TIM_FLAG）;
　　void TIM_ClearFlag（TIM_TypeDef* TIMx， uint16_t TIM_FLAG）;
　　ITStatus TIM_GetITStatus（TIM_TypeDef* TIMx， uint16_t TIM_IT）;
　　void TIM_ClearITPendingBit（TIM_TypeDef* TIMx， uint16_t TIM_IT）;
　　作用：前两者获取（或清除）状态标志位，后两者为获取（或清除）中断状态标志位。
　　定时器中断的一般步骤
　　实例要求：通过TIM3的中断来控制DS1的亮灭，DS1是直接连接在PE5上的。
　　使能定时器时钟。调用函数：RCC_APB1PeriphClockCmd（）；
　　初始化定时器，配置ARR、PSC。调用函数：TIM_TimeBaseInit（）；
　　开启定时器中断，配置NVIC。调用函数：void TIM_ITConfig（）；NVIC_Init（）；
　　使能定时器。调用函数：TIM_Cmd（）；
　　编写中断服务函数。调用函数：TIMx_IRQHandler（）。
　　下面按照这个一般步骤来进行一个简单的定时器中断程序：
　　//通用定时器3中断初始化
　　//这里时钟选择为APB1的2倍，而APB1为36M
　　//arr：自动重装值。
　　//psc：时钟预分频数
　　//这里使用的是定时器3！
　　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;
　　}
　　}
　　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
　　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）;
　　}
　　同时强调一下，在中断处理函数内，需要判断中断来源和及时清除中断标志位。