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zexin 发表于 2024-8-9 18:02

AT32学习记录——通用定时器(一)

本帖最后由 zexin 于 2024-8-13 08:59 编辑

AT32F403A通用定时器(一)一、简介通用定时器（TMR2到TMR5）包含一个支持向上、向下、中央双向对齐计数的16位计数器、4个捕获比较寄存器和4组独立通道。二、功能1. 计数时钟计数时钟可由内部时钟（CK_INT）、外部时钟（外部时钟模式A/B）和内部触发输入（ISx）提供。1) 内部时钟默认使用内部时钟（CK_INT）经预分频器驱动计数器计数，如下图。2) 外部时钟l 外部时钟模式A
步骤如下①配置外部时钟源的参数：Ⅰ.若选择来源为TMRx_CH1，需配置通道1的输入滤波和极性；Ⅱ.若选择来源为TMRx_CH2，需配置通道2的输入滤波和极性；Ⅲ.若选择来源为TMRx_EXT，需配置外部信号的极性、分频和滤波。②设置外部信号的来源：Ⅰ.当STIS =3'b100时，选择通道1的上升沿和下降沿信号；Ⅱ.当STIS =3'b101时，选择通道1经滤波且极性选择后的信号；Ⅲ.当STIS =3'b110时，选择通道2经滤波且极性选择后的信号；Ⅳ.当STIS =3'b111时，选择外部输入经极性选择、分频和滤波后的信号。注： -STIS表示‘次定时器输入来源’的第0位到第2位； -3‘b100表示三位二进制100。③使能外部时钟模式A：配置‘次定时器模式选择’，即SMSEL = 3b'111。④设置计数器计数频率：配置‘定时器的预分频器’，即TMRx_DIV。⑤设置计数器计数周期：配置‘定时器的周期寄存器’，即TMRx_PR。⑥使能计数器：配置‘定时器的控制寄存器1’，即TMRx_CTRL1的TMREN = 1。l 外部时钟模式B
步骤如下①设置外部信号极性、分频和滤波：Ⅰ.配置‘次定时器控制寄存器的外部信号极性’，即TMRx_STCTRL的ESP；Ⅱ.配置‘次定时器控制寄存器的外部信号分频’，即TMRx_STCTRL的ESDIV；Ⅲ.配置‘次定时器控制寄存器的外部信号滤波’，即TMRx_STCTRL的ESF。②使能外部时钟模式B：配置‘次定时器控制寄存器的外部时钟模式B’，即TMRx_STCTRL的ECMBEN = 1。③设置计数器计数频率：配置‘定时器的预分频器’，即TMRx_DIV。④设置计数器计数周期：配置‘定时器的周期寄存器’，即TMRx_PR。⑤使能计数器：配置‘定时器的控制寄存器1’，即TMRx_CTRL1的TMREN = 1。注：外部时钟模式B等效于外部时钟模式A选择EXT信号作为外部时钟源（TRGIN）。l 内部触发输入内部触发是指一个定时器的计数时钟（TMR_CLK）可由另一个定时器的输出信号（TRGOUT）提供。步骤如下①设置计数器计数频率：配置‘定时器的预分频器’，即TMRx_DIV。②设置计数器计数周期：配置‘定时器的周期寄存器’，即TMRx_PR。③设置计数器计数模式：配置‘定时器控制寄存器1的中央双向对齐计数模式选择’，即TMRx_CTRL1的TWCMSEL。④选择内部触发：配置‘次定时器控制寄存器的次定时器输入选择’，即TMRx_STCTRL的STIS：Ⅰ.当STIS =3'b000时，选择输入源0（IS0）；Ⅱ.当STIS =3'b001时，选择输入源1（IS1）；Ⅲ.当STIS =3'b010时，选择输入源2（IS2）；Ⅳ.当STIS =3'b011时，选择输入源3（IS3）。例如：当主定时器选TMR2、次定时器选TMR3时，根据下图需配置STIS = 3'b001（选择IS1）。注：如果某款芯片没有相应的定时器（TMRx），则对应的触发信号（ISx）也不存在。 ⑤使能外部时钟模式A：配置‘次定时器模式选择’，即SMSEL = 3b'111。⑥使能计数器：配置‘定时器的控制寄存器1’，即TMRx_CTRL1的TMREN = 1。2. 计数模式计数模式包括向上、向下和中央双向对齐三种计数模式，可以由定时器控制器1的“中央双向对齐计数模式选择”和“单向对齐计数方向”配置，即TMRx_CTRL1的“TWCMSEL（Two-way count mode selection）”和“OWCDIR（one-way countdirection）”。①若TWCMSEL = 2b'00且OWCDIR = 0，开启向上计数模式；②若TWCMSEL = 2b'00且OWCDIR = 1，开启向下计数模式；③若TWCMSEL ≠ 2b'00，开启中央双向对齐计数模式：Ⅰ.当TWCMSEL =2b'01，CxIF（捕获比较中断标志位）仅在向上计数时置起；Ⅱ.当TWCMSEL =2b'10，CxIF（捕获比较中断标志位）仅在向下计数时置起；Ⅲ.当TWCMSEL =2b'11，CxIF（捕获比较中断标志位）在向上和向下计数时都置起；注：中央双向对齐计数模式时，OWCDIR为只读位，用于查看计数器的计数方向。1) 向上计数模式计数器向上计数：当计数值达到TMR_PR时，计数器向上溢出并产生溢出事件，同时OVFIF（溢出中断标志）置1，之后从0开始向上计数 。2) 向下计数模式计数器向下计数：当计数值达到0时，计数器向下溢出并产生溢出事件，同时OVFIF（溢出中断标志）置1，之后从TMR_PR开始向下计数。3) 中央双向计数模式计数器交替向上、向下计数 ：当计数值达到TMR_PR-1时，计数器向上溢出并产生溢出事件，同时OVFIF（溢出中断标志）置1，之后从TMR_PR开始向下计数；当计数值达到1时，计数器向下溢出并产生溢出事件，同时OVFIF（溢出中断标志）置1，之后从0开始向上计数。3. 编码模式编码模式需要提供两组输入信号TMRx_CH1和TMRx_CH2，根据一组信号的电平值，在另一组信号的边沿向上或者向下计数，计数方向由OWCDIR指示。1) 编码模式A需配置“次定时器模式选择”，即SMSEL = 3b'001，计数器在C1IFP1边沿（上升沿和下降沿）计数，计数方向由C1IFP1的边沿方向和C2IFP2的电平高低共同决定。

C1IFP1为上升沿C1IFP1为下降沿
C2IFP2为高电平向下计数向上计数
C2IFP2为低电平向上计数向下计数
注：编码模式A时，计数边沿为 C1IFP12) 编码模式B需配置“次定时器模式选择”，即SMSEL = 3b'010，计数器在C2IFP2边沿（上升沿和下降沿）计数，计数方向由C2IFP2的边沿方向和C1IFP1的电平高低共同决定。

C2IFP2为上升沿C2IFP2为下降沿
C1IFP1为高电平向上计数向下计数
C1IFP1为低电平向下计数向上计数
注：编码模式B时，计数边沿为 C2IFP23) 编码模式C需配置“次定时器模式选择”，即SMSEL = 3b'011，计数器在C1IFP1和C2IFP2边沿（上升沿和下降沿）计数，计数方向由C1IFP1和C2IFP2的边沿方向、C1IFP1和C2IFP2的电平高低共同决定。

C1IFP1为上升沿C1IFP1为下降沿C2IFP2为上升沿C2IFP2为下降沿
相对信号为高电平向下计数向上计数向上计数向下计数
相对信号为低电平向上计数向下计数向下计数向上计数
注： - 编码模式C时，计数边沿为 C1IFP1 和 C2IFP2； - C1IFP1的相对信号为C2IFP2； - C2IFP2的相对信号为C1IFP1。4. 编码模式实例如上图，编码模式C下：①当C1IRAW为上升沿且C2IRAW为低电平时，计数器向上计一个数（COUNTER = 0x20）；②当C2IRAW为上升沿且C1IRAW为高电平时，计数器向上计一个数（COUNTER = 0x21）；③当C1IRAW为下降沿且C2IRAW为高电平时，计数器向上计一个数（COUNTER = 0x22）；④当C2IRAW为下降沿且C1IRAW为低电平时，计数器向上计一个数（COUNTER = 0x23）；……即COUNTER每过一个周期会计4个数。注：C1IRAW为通道1预处理的信号；C2IRAW为通道2预处理的信号；三、案例
1. 描述使用TMR2的编码模式C，PA2和PA3模拟编码信号，PA2输出方波到PA0(TMR2_CH1)，PA3输出方波到PA1(TMR2_CH2)，在调试窗口(DEBUG)中观察，每过一轮循环，计数值加4。2. 步骤①打开WorkBench，选择对应的型号，以AT32F403A为例新建工程；②启用TMR2，选择编码器模式 ；③选择编码器模式C；④选择任意端口作为输出，以PA2和PA3为例；⑤配置PA2和PA3；⑥代码预览；⑦生成代码并编译，打开main.c，右击“wk_tmr2_init()”跳转，将定时器使能的语句“ tmr_counter_enable(TMR2, TRUE);”剪切到main.c的“while(1)”之前；⑧在main.c中右击“wk_gpio_config()”跳转，将端口设置的语句“gpio_bits_set(GPIOA, GPIO_PINS_2 | GPIO_PINS_3);”剪切到main.c的“while(1)”之中；⑨定义一个变量，以counter为例，并添加delay函数，将main.c的主函数修改为下图；3. 代码main.c#include "at32f403a_407_wk_config.h"
void delay(uint32_t time)
uint32_t counter;

void delay(uint32_t time)
{
uint32_t i;
for(i = 0; i < time; i++);
}

int main(void)
{
wk_system_clock_config();
wk_periph_clock_config();
wk_nvic_config();
wk_tmr2_init();
wk_gpio_config();
tmr_counter_enable(TMR2, TRUE);
while(1)
{
    /**产生编码信号**/
    gpio_bits_set(GPIOA, GPIO_PIINS_2);
    delay(150);
    gpio_bits_set(GPIOA, GPIO_PIINS_3);
    delay(150);
    gpio_bits_reset(GPIOA, GPIO_PIINS_2);
    delay(150);
    gpio_bits_reset(GPIOA, GPIO_PIINS_3);
    delay(150);
    /**获取计数值**/
    counter = tmr_counter_value_get(TMR2);
}
}at32f403a_407_wk_config.c#include "at32f403a_407_wk_config.h"

void wk_system_clock_config(void)
{
crm_reset();
crm_clock_source_enable(CRM_CLOCK_SOURCE_LICK, TRUE);
while(crm_flag_get(CRM_LICK_STABLE_FLAG) != SET)
{
}
crm_clock_source_enable(CRM_CLOCK_SOURCE_HICK, TRUE);

while(crm_flag_get(CRM_HICK_STABLE_FLAG) != SET)
{
}

crm_pll_config(CRM_PLL_SOURCE_HICK, CRM_PLL_MULT_60, CRM_PLL_OUTPUT_RANGE_GT72MHZ);
crm_clock_source_enable(CRM_CLOCK_SOURCE_PLL, TRUE);
while(crm_flag_get(CRM_PLL_STABLE_FLAG) != SET)
{
}
crm_ahb_div_set(CRM_AHB_DIV_1);
crm_apb2_div_set(CRM_APB2_DIV_2);
crm_apb1_div_set(CRM_APB1_DIV_2);
crm_auto_step_mode_enable(TRUE);
crm_sysclk_switch(CRM_SCLK_PLL);
while(crm_sysclk_switch_status_get() != CRM_SCLK_PLL)
{
}
crm_auto_step_mode_enable(FALSE);
system_core_clock_update();
}

void wk_periph_clock_config(void)
{
crm_periph_clock_enable(CRM_IOMUX_PERIPH_CLOCK, TRUE);
crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOA_PERIPH_CLOCK, TRUE);
crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOB_PERIPH_CLOCK, TRUE);
crm_periph_clock_enable(CRM_TMR2_PERIPH_CLOCK, TRUE);
}

void wk_nvic_config(void)
{
nvic_priority_group_config(NVIC_PRIORITY_GROUP_4);
}

void wk_gpio_config(void)
{
gpio_init_type gpio_init_struct;
gpio_default_para_init(&gpio_init_struct);

//gpio_bits_set(GPIOA, GPIO_PINS_2 | GPIO_PINS_3);这里需要注释掉或者删除

gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_2 | GPIO_PINS_3;
gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
gpio_init(GPIOA, &gpio_init_struct);
}

void wk_tmr2_init(void)
{
gpio_init_type gpio_init_struct;
tmr_input_config_typetmr_input_struct;
gpio_default_para_init(&gpio_init_struct);

gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_0;
gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_INPUT;
gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
gpio_init(GPIOA, &gpio_init_struct);

gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_1;
gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_INPUT;
gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
gpio_init(GPIOA, &gpio_init_struct);

tmr_base_init(TMR2, 65535, 0);
tmr_cnt_dir_set(TMR2, TMR_COUNT_UP);
tmr_clock_source_div_set(TMR2, TMR_CLOCK_DIV1);
tmr_period_buffer_enable(TMR2, FALSE);

tmr_sub_sync_mode_set(TMR2, FALSE);
tmr_primary_mode_select(TMR2, TMR_PRIMARY_SEL_RESET);

tmr_input_struct.input_channel_select = TMR_SELECT_CHANNEL_1;
tmr_input_struct.input_mapped_select = TMR_CC_CHANNEL_MAPPED_DIRECT;
tmr_input_struct.input_polarity_select = TMR_INPUT_RISING_EDGE;
tmr_input_struct.input_filter_value = 0;
tmr_input_channel_init(TMR2, &tmr_input_struct, TMR_CHANNEL_INPUT_DIV_1);

tmr_input_struct.input_channel_select = TMR_SELECT_CHANNEL_2;
tmr_input_struct.input_mapped_select = TMR_CC_CHANNEL_MAPPED_DIRECT;
tmr_input_struct.input_polarity_select = TMR_INPUT_RISING_EDGE;
tmr_input_struct.input_filter_value = 0;
tmr_input_channel_init(TMR2, &tmr_input_struct, TMR_CHANNEL_INPUT_DIV_1);

tmr_encoder_mode_config(TMR2, TMR_ENCODER_MODE_A, TMR_INPUT_RISING_EDGE, TMR_INPUT_RISING_EDGE);

//tmr_counter_enable(TMR2, TRUE);这里需要剪切到mian.c中
}4. 现象硬件操作：PA0与PA2连接，PA1与PA3连接。实验结果：打开调试窗口(DEBUG)，将变量“counter”添加到watch1中，单步运行，每过一个“while(1)”循环，计数值(变量counter)增加4 。参考资料：《RM_AT32F403A_407_CH_V2.06》的14.2通用定时器（TMR2到TMR5）​参考由于作者水平有限，本文难免有错误之处，恳请读者批评指正！

可怜的小弗朗士 发表于 2024-8-12 09:27

这种文章希望可以一直更新，图文好舒适。时钟树部分的描述特别清晰

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