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[STM32F4]

STM32F4---通用定时器更新中断

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lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:25 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
STM32F4 的定时器功能十分强大,有TIME1 和 TIME8 等高级定时器,也有 TIME2-TIME5,TIM9-TIM14 等通用定时器,还有 TIME6 和 TIME7 等基本定时器,总共达 14 个定时器之多。

STM32F4 定时器分类(共14个):

高级定时器:TIME1 、TIME8
通用定时器: TIME2-TIME5,TIM9-TIM14
基本定时器: TIME6 、 TIME7
STM32F4 通用定时器简介

STM32F4 的通用定时器包含一个 16 位或 32 位自动重载计数器(CNT),该计数器由可编程预分频器(PSC)驱动。

STM32F4 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。

STM32F4 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。


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沙发
lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:26 | 只看该作者
STM3 的通用 TIMx (TIM2-TIM5 和 TIM9-TIM14)定时器功能包括:

16 位/32 位(仅 TIM2 和 TIM5)向上、向下、向上/向下自动装载计数器(TIMx_CNT),注意:TIM9~TIM14 只支持向上(递增)计数方式。

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_CH14,TIM9TIM14 最多 2 个通道),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) ,注意:TIM9~TIM14 不支持中间对齐模式
D.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(TIM9~TIM14 不支持 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(TIM9~TIM14 不支持)
F.触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理(TIM9~TIM14 不支持)

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板凳
lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:27 | 只看该作者
STM32F4 通用定时器的寄存器

控制寄存器 1

控制寄存器 1(TIMx_CR1)

该寄存器的各位描述如图

TIMx_CR1 的最低位,也就是计数器使能位,该位必须置 1,才能让定时器开始计数.

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地板
lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:27 | 只看该作者
DMA/中断使能寄存器

DMA/中断使能寄存器(TIMx_DIER)

该寄存器是一个 16 位的寄存器,其各位描述如图:

第 0 位,该位是更新中断允许位,用到定时器的更新中断,需要该位要设置为 1,来允许由于更新事件所产生的中断。

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5
lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:28 | 只看该作者
预分频寄存器

预分频寄存器(TIMx_PSC)。

该寄存器用设置对时钟进行分频,然后提供给计数器,作为计数器的时钟。该寄存器的各位描述如图

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6
lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:28 | 只看该作者
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),仅适用于 TIM2、TIM3、TIM4
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)。

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7
lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:29 | 只看该作者
这些时钟,具体选择哪个可以通过 TIMx_SMCR 寄存器的相关位来设置。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(一般都不会是 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。这里还要注意的就是高级定时器以及 TIM9~TIM11 的时钟不是来自 APB1,而是来自 APB2 的。

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8
lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:29 | 只看该作者
计数器寄存器

TIMx_CNT 寄存器,该寄存器是定时器的计数器,该寄存器存储了当前定时器的计数值。

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9
lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:30 | 只看该作者
自动重装载寄存器

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。 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,才把预装载寄存器(ARR)的内容传送到影子寄存器。

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10
lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:31 | 只看该作者
自动重装载寄存器的各位描述如图

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11
lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:31 | 只看该作者
状态寄存器

状态寄存器(TIMx_SR)

该寄存器用来标记当前与定时器相关的各种事件/中断是否发生。该寄存器的各位描述如图

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12
lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:32 | 只看该作者
通过库函数配置定时器

定时器相关的库函数主要集中在固件库文件 stm32f4xx_tim.h 和 stm32f4xx_tim.c 文件中。定时器配置步骤如下:

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13
lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:33 | 只看该作者
TIM3 时钟使能。

TIM3 是挂载在 APB1 之下,所以通过 APB1 总线下的时钟使能函数来使能 TIM3。调用的函数是:

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE); ///使能 TIM3 时钟

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lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:34 | 只看该作者
初始化定时器参数,设置自动重装值,分频系数,计数方式等

在库函数中,定时器的初始化参数是通过初始化函数 TIM_TimeBaseInit 实现的:

voidTIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef*TIMx,
TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);

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lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:34 | 只看该作者
第一个参数是确定是哪个定时器

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16
lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:35 | 只看该作者
第二个参数是定时器初始化参数结构体指针,结构体类型为 TIM_TimeBaseInitTypeDef,这个结构体的定义:

typedef struct
{
uint16_t TIM_Prescaler;
uint16_t TIM_CounterMode;
uint16_t TIM_Period;
uint16_t TIM_ClockDivision;
uint8_t TIM_RepetitionCounter;
} TIM_TimeBaseInitTypeDef;

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lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:36 | 只看该作者
这个结构体一共有 5 个成员变量,对于通用定时器只有前面四个参数有用,最后一个参数 TIM_RepetitionCounter 是高级定时器才有用的
第一个参数 TIM_Prescaler 是用来设置分频系数的

第二个参数 TIM_CounterMode 是用来设置计数方式,可以设置为向上计数,向下计数方式还有中央对齐计数方式,比较常用的是向上计数模式 TIM_CounterMode_Up 和向下计数模式 TIM_CounterMode_Down。

第三个参数是设置自动重载计数周期值

第四个参数是用来设置时钟分频因子

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lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:37 | 只看该作者
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 5000;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =7199;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

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19
lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 12:37 | 只看该作者
设置 TIM3_DIER 允许更新中断

要使用 TIM3 的更新中断,寄存器的相应位便可使能更新中断。在库函数里面定时器中断使能是通过 TIM_ITConfig 函数来实现的:

void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState);

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20
lxs0026|  楼主 | 2022-11-18 14:52 | 只看该作者
第一个参数是选择定时器号

第二个参数非常关键,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。

第三个参数就是失能还是使能。

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