stm32学习笔记-定时器

只看该作者 · 2023-12-22 15:48

一、定时器基础知识。
定时器概述
stm32系列的cpu,有8个定时器。定时器是完全独立的，没有互相共享的资源。定时器可以与定时器形成级联，组建更大的定时范围。所有定时器的时钟以72M作为标志（若使用默认的库配置方式配置时钟为72M）。具体有

2个基本定时器(TIM6、TIM7)
4个通用定时器(TIM2-TIM5)
2个高级定时器(TIM1、TIM8)
基本定时器类似51单片机的定时器，具有定时/计数的功能。它是一个通过可编程预分频器驱动的16bit的自带装载计数器构成。

通用定时器是基本定时器拓展而来，增加了输入捕获与输出比较等功能。

高级定时器是由通用定时器拓展而来，增加了可编程死去互补输出、重复计数器、带刹车功能。（高级定时器很少使用）

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功能简介
输入捕获：可以用来捕获外部事件，并为其赋予时间标记以说明此事件的发生时刻。主要是用来测量外部信号的频率，测量输入信号的脉冲长度
输出比较：产生输出波形。
PWM生成：略
单脉冲模式输出：略
互补输出：用于三相点击的驱动，防死机。

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计数模式介绍
向上计数模式 ↑↑
向上计数模式中，计数器从 0 计数到自动装入的值 (TIMx ARR计数器内容)，然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件。当TIMx_CR1寄存器中的DIR位为低的时候执行向上计数。
向下计数模式 ↓↓
在向下模式中，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。当TIMx_ _CR1寄存器的DIR位为高时执行向下计数。
向上/向下计数模式（中央对齐模式）↑↓↑↓
向上/向下计数模式（中央对齐模式）是计数器从 0 开始计数到自动装入的值，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。当TIMx_ CR1 寄存器中的CMS位不为0时为中央对齐模式。形象点就是来回往复计数。

只看该作者 · 2023-12-22 15:49

时基单元
时基单元有三个主要部分：计数器(Counter)、预分频器(Prescaler)、和自动重载寄存器(Auto-Reload Register)。我们可以在任何时间任何状态下对这三个主要部分进行读写操作。还有个程序员无法读写的，用作缓冲的影子寄存器。

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PSC预分频器：
其工作就是对其输入时钟CK_PSC进行分频，以得到自己想要的计数器时钟CK_CNT用于驱动计时器计数。（CK_CNT=CK_PSC/(PSC+1), 其中PSC+1的+1 是为了防止PSC=0时出现除以0的错误）

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CNT计数器：
有16位，即计数范围是(0~65535),在CK_CNT的驱动下向上计数/向下计数/中央对齐计数。

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自动重载寄存器：
定义了计数器只能在0与该寄存器的值ARR之间计数。
每当计数器向上计数到达ARR，或者向下计数到达0时，就会产生一次UEV事件，如果开启了中断，将产生相应的中断信号。

只看该作者 · 2023-12-22 15:49

影子寄存器：
仔细观察，功能框图上，PSC预分频寄存器、ARR自动重新装载寄存器都有一个影子。影子寄存器起到一个缓冲的作用。
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。
即我们定义的值不会立马产生作用，而是在溢出中断来临后再产生作用。

只看该作者 · 2023-12-22 15:49

只看该作者 · 2023-12-22 15:50

计数器时序图
向上计数模式
这里的分频因子的值就是预分频器的值。预分频器可以将计数器的时钟频率按1到65536之间的任意值分频

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向下计数模式

只看该作者 · 2023-12-22 15:50

中央对齐模式

只看该作者 · 2023-12-22 15:51

定时时间的计算
一般根据计数器时钟频率，预分频器，自动重装载寄存器，来计算定时时间。

关于STM32定时器，在库设置默认的情况下，TIMx(1-8)的时钟频率都是72M的时钟；
我们一般只用设置预分频器和自动重装载寄存器来设置定时时间。

只看该作者 · 2023-12-22 15:51

//这里的定时器计数模式是向上计数模式
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 60000-1; //设置自动重装载值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=36000-1; //设置定时器预分频数

只看该作者 · 2023-12-22 16:02

TIM_Prescaler 预分频系数为35999，表示定时器的时钟频率CK_CNT 为72M/(35999+1) = 2000Hz,那么就是周期就是1/2000 s = 0.5 ms，表示每0.5ms 根据设定的计数模式把计数寄存器的值 +1 或 -1。
TIM_Period 自动重装载系数是59999，当计数值寄存器到达59999+1时，产生事件出现中断，即定时器在 0.5 * (59999+1) ms = 30 s产生一个事件（如中断事件）。

只看该作者 · 2023-12-22 16:02

计算公式如下：
Tout= ((arr+1)*(psc+1))/Tclk；

Tout: 一次计时的时间

Tclk: 输入的时钟频率（单位为 Mhz）。
arr : 自动重装载系数
psc : 预分频系数

只看该作者 · 2023-12-22 16:02

二、基本定时器(TIM6,TIM7)简介。
主要特性
计数器16bit（0~65535）,计数模式只有向上计数.
时钟来自PCLK1,为72M,可实现1~65535分频。
没有GPIO，属于内部资源，只能用来定时。