STM32-定时器

只看该作者 · 2023-1-30 23:34

我们使用各种方法来估量时间，具体到STM32，当然是少不了定时器！

本文关于定时器的内容，分为下面几部分：

1，定时器功能的实现（TIM1）；
2，定时间隔的计算公式；
3，依赖的库文件；
4，另一个定时器的实现（TIM14）；

先简单介绍下开发环境，芯片类型是stm32F030C8，集成开发环境用的是Keil5 MDK-ARM，仿真器使用JLINK。

只看该作者 · 2023-1-30 23:35

一、定时器功能的实现（TIM1）
定时器功能代码，主要分2部分：初始化函数，实现中断处理函数。
另外，实现了一个延时函数，供外部调用。

初始化函数：

void TIM1_Init(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef       TIM_TimeBaseInitStructure;
NVIC_InitTypeDef             NVIC_InitStructure;

// 系统中TIM1用的是APB2，TIM14时钟用的是APB1
      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);  //tim1时钟使能,APB1时钟8M

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV2; //分频系数为2 //是对APB1的2倍频进行分频，分频系数为2，所以频率还是8M
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数

      TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;//重复计数设置  //对于TIM1是必须设置的

// 计算定时周期： t=(9+1)*1/f=10/(8M/(799+1))=10/10k(s)=1ms
      TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 9;          //定时1000us - 1ms  //最大65536
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 799;  //时钟8M

TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseInitStructure);

TIM_ClearITPendingBit(TIM1,TIM_IT_Update);//清除TIM1的中断待处理位:TIM 中断源
TIM_ITConfig(TIM1,TIM_IT_Update,ENABLE);    //允许定时器1更新中断
TIM_Cmd(TIM1,ENABLE); //使能定时器1

// 设置中断优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_BRK_UP_TRG_COM_IRQn; //定时器1中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0; //优先级0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

只看该作者 · 2023-1-30 23:36

中断处理函数：

void TIM1_BRK_UP_TRG_COM_IRQHandler(void)
{
if(TIM_GetITStatus(TIM1,TIM_IT_Update) != RESET) //溢出中断
{
         if(gTimer>0){
            gTimer--;
         }
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM1,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位
}

只看该作者 · 2023-1-30 23:36

延时函数：

void delay_ms_tim(uint32_t nTimer)
{
      gTimer=nTimer;
   while(gTimer);
}

只看该作者 · 2023-1-30 23:37

二、定时间隔的计算公式
先要确定系统工作的主频
在我的系统中，没有对系统时钟做设置，使用了默认的内部晶振HSI，主频为8M。
TIM1连接在APB2上，APB2与系统频率一致，即8M。

具体到每个定时器，又有一个分频系数，我们是这么设置的：
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV2;
由于系统中是对APB1的2倍频进行分频，这里取的分频系数为2，所以TIM1的频率还是8M。

定时器的预分频参数与周期数如下设置的：
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 799; //时钟8M
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 9; //定时1000us - 1ms //最大65536

只看该作者 · 2023-1-30 23:38

计算定时周期：

t=(TIM_Period+1)*1/(f/(TIM_Prescaler+1))
t=(9+1)*1/(f/(799+1))=10/(8M/800)=10/10k(s)=1/1000(s)=1ms

看到这里，我们就知道了，这样设置的TIM1，每1ms进入一次溢出中断。

假如我想减少进入中断的次数，例如每10ms进入一次，应该怎么改呢？
有两种方法：
1，其他设置不变，加大TIM_Period，如下：
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 99; //定时10ms，降低进入中断的频率
t=(99+1)*1/(f/(799+1))=100/(8M/800)=100/10k(s)=10/1000(s)=10ms
2，其他设置不变，加大TIM_Prescaler，如下：
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7999;
t=(9+1)*1/(f/(7999+1))=10/(8M/8000)=10/1k(s)=10ms

只看该作者 · 2023-1-30 23:38

三、依赖的库文件
在本工程下的目录：STM32F030x8_Timer\STM32F03x_FWLib\src\stm32f0xx_tim.c
相应的头文件：stm32f0xx_tim.h
结构体：TIM_TimeBaseInitTypeDef
关键函数，例如：
void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);
void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState);
适当的查看库函数名、库函数的实现，会增加对stm32系统的了解。

只看该作者 · 2023-1-30 23:39

四、另一个定时器的实现（TIM14）
相对于TIM，主要的改变就是，将TIM1修改为TIM14。
另外还有3个地方需要注意：

1，不同定时器，所在外设总线不同，在stm32系统中TIM14时钟用的是APB1，TIM1用的是APB2。
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE); //tim1时钟使能,APB1时钟8M

只看该作者 · 2023-1-30 23:40

2，TIM1是高级计数器，必须将重复计数设置为0
repetitioncounter是重复计数，就是重复溢出多少次才给你来一个溢出中断,
是在本次定时结束后，再重装载定时几次，才进入中断。对于通常的应用，设置为0。
TIM_TimeBaseInitStructure.repetitioncounter = 0;//重复计数设置
当然，在TIM14的初始化中也这样设置上，也是没错的。

只看该作者 · 2023-1-30 23:40

3，中断入口函数名的差异：
TIM1：TIM1_BRK_UP_TRG_COM_IRQn()
TIM14：TIM14_IRQHandler()

只看该作者 · 2023-1-30 23:41

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最后的实现如下：



初始化函数：

void TIM14_Init(void)

{



    TIM_TimeBaseInitTypeDef          TIM_TimeBaseInitStructure;

    NVIC_InitTypeDef                NVIC_InitStructure;



//    系统中TIM14时钟用的是APB1，TIM1用的是APB2

        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM14, ENABLE);  //tim14时钟使能,APB1时钟8M

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV2; //分频系数为2   //是对APB1的2倍频进行分频，分频系数为2，所以频率还是8M

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;//重复计数设置  //对于TIM1是必须设置的



//    计算定时周期： t=(9+1)*1/f=10/(8M/(799+1))=10/10k(s)=1ms

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 9;             //定时1000us - 1ms  //最大65536

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 799;  //时钟8M



    TIM_TimeBaseInit(TIM14, &TIM_TimeBaseInitStructure);



    TIM_ClearITPendingBit(TIM14,TIM_IT_Update);//清除TIM14的中断待处理位:TIM 中断源

    TIM_ITConfig(TIM14,TIM_IT_Update,ENABLE);     //允许定时器14更新中断

    TIM_Cmd(TIM14,ENABLE); //使能定时器14





//    设置中断优先级

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM14_IRQn;//定时器14中断

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0; //优先级0

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);



}

只看该作者 · 2023-1-30 23:42

复制

中断处理函数：

void TIM14_IRQHandler(void)

{

    if(TIM_GetITStatus(TIM14,TIM_IT_Update) != RESET) //溢出中断

    {

            if(gTimer>0){

                gTimer--;

            }                

    }

    TIM_ClearITPendingBit(TIM14,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位

}

只看该作者 · 2023-1-30 23:46

延时函数没有变化。
注意，此工程中不能同时将TIM1与TIM14的初始化打开，若打开了，由于两个中断处理里面操作了同一个全局变量gTimer，会导致计数不符合预期。