[应用相关] STM32学习笔记:通用定时器基本定时功能

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 楼主| alternate 发表于 2019-12-20 15:25 | 显示全部楼层 |阅读模式

1.STM32的Timer简介

STM32中一共有11个定时器,其中2个高级控制定时器,4个普通定时器和2个基本定时器,以及2个看门狗定时器和1个系统嘀嗒时钟。今天主要是学习8个定时器。

定时器其中TIM1和TIM8是能够产生3对PWM互补输出的高级定时器,常用于三相电机的驱动,时钟由APB2的输出产生。TIM2-TIM5是普通定时器,TIM6和TIM7是基本定时器,其时钟由APB1输出产生。由于STM32的TIMER功能太复杂了,所以只能一点一点的学习。因此今天就从最简单的开始学习起,也就是TIM2-TIM5普通定时器的定时功能。


 楼主| alternate 发表于 2019-12-20 15:25 | 显示全部楼层
2.普通定时器TIM2-TIM5

2.1 时钟来源

计数器时钟可以由下列时钟源提供:

内部时钟(CK_INT)

外部时钟模式1:外部输入脚(TIx)

外部时钟模式2:外部触发输入(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。

由于今天的学习是最基本的定时功能,所以采用内部时钟。TIM2-TIM5的时钟不是直接来自于APB1,而是来自于输入为APB1的一个倍频器。这个倍频器的作用是:当APB1的预分频系数为1时,这个倍频器不起作用,定时器的时钟频率等于APB1的频率;当APB1的预分频系数为其他数值时(即预分频系数为2、4、8或16),这个倍频器起作用,定时器的时钟频率等于APB1的频率的2倍。通过倍频器给定时器时钟的好处:APB1不但要给TIM2-TIM5提供时钟,还要为其他的外设提供时钟;设置这个倍频器可以保证在其他外设使用较低时钟频率时,TIM2-TIM5仍然可以得到较高的时钟频率。
 楼主| alternate 发表于 2019-12-20 15:25 | 显示全部楼层
2.2 计数器模式

TIM2-TIM5可以由向上计数、向下计数、向上向下双向计数。向上计数模式中,计数器从0计数到自动加载值(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。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。而中央对齐模式(向上/向下计数)是计数器从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。
 楼主| alternate 发表于 2019-12-20 15:26 | 显示全部楼层
2.3 编程步骤

1. 配置系统时钟;

2. 配置NVIC;

3. 配置GPIO;

4. 配置TIMER;
 楼主| alternate 发表于 2019-12-20 15:26 | 显示全部楼层
其中,前3项比较简单,在此就不再赘述了。第4项配置TIMER有如下配置:

(1) TIM_Perscaler来设置预分频系数;

(2) TIM_ClockDivision来设置时钟分割;

(3) TIM_CounterMode来设置计数器模式;

(4) TIM_Period来设置自动装入的值

(5) TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct)

(6) TIM_ITConfig()来开启TIMx的中断

(7) TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)
 楼主| alternate 发表于 2019-12-20 15:26 | 显示全部楼层
其中(1)-(4)步骤中的参数由TIM_TimerBaseInitTypeDef结构体给出。步骤(1)中的预分频系数用来确定TIMx所使用的时钟频率,具体计算方法为:CK_INT/(TIM_Perscaler+1)。CK_INT是内部时钟源的频率,是根据2.1中所描述的APB1的倍频器送出的时钟,TIM_Perscaler是用户设定的预分频系数,其值范围是从0 – 65535。

步骤(2)中的时钟分割定义的是在定时器时钟频率(CK_INT)与数字滤波器(ETR,TIx)使用的采样频率之间的分频比例。TIM_ClockDivision的参数如下表:

394155dfc77c24d2eb.png

TIM_ClockDivision

数字滤波器(ETR,TIx)是为了将ETR进来的分频后的信号滤波,保证通过信号频率不超过某个限定。
 楼主| alternate 发表于 2019-12-20 15:27 | 显示全部楼层
ARM中,有的逻辑寄存器在物理上对应2个寄存器,一个是程序员可以写入或读出的寄存器,称为preload register(预装载寄存器),另一个是程序员看不见的、但在操作中真正起作用的寄存器,称为shadow register(影子寄存器);设计preload register和shadow register的好处是,所有真正需要起作用的寄存器(shadow register)可以在同一个时间(发生更新事件时)被更新为所对应的preload register的内容,这样可以保证多个通道的操作能够准确地同步。如果没有shadow register,或者preload register和shadow register是直通的,即软件更新preload register时,同时更新了shadow register,因为软件不可能在一个相同的时刻同时更新多个寄存器,结果造成多个通道的时序不能同步,如果再加上其它因素(例如中断),多个通道的时序关系有可能是不可预知的。
 楼主| alternate 发表于 2019-12-20 15:27 | 显示全部楼层
3. 程序源代码

本例实现的是通过TIM2的定时功能,使得LED灯按照1s的时间间隔来闪烁

  1. #include "stm32f10x_lib.h"

  2. void RCC_cfg();

  3. void TIMER_cfg();

  4. void NVIC_cfg();

  5. void GPIO_cfg();

  6. int main()

  7. {

  8. RCC_cfg();

  9. NVIC_cfg();

  10. GPIO_cfg();

  11. TIMER_cfg();

  12. //开启定时器2

  13. TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);

  14. while(1);

  15. }

  16. void RCC_cfg()

  17. {

  18. //SystemInt中已经定义位72MHz

  19. //允许TIM2的时钟

  20. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);

  21. //允许GPIO的时钟

  22. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);

  23. }

  24. void TIMER_cfg()

  25. {

  26. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

  27. //重新将Timer设置为缺省值

  28. TIM_DeInit(TIM2);

  29. //采用内部时钟给TIM2提供时钟源

  30. TIM_InternalClockConfig(TIM2);

  31. //预分频系数为36000-1,这样计数器时钟为72MHz/36000 = 2kHz

  32. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 36000 - 1;

  33. //设置时钟分割

  34. TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

  35. //设置计数器模式为向上计数模式

  36. TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

  37. //设置计数溢出大小,每计2000个数就产生一个更新事件

  38. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 2000 - 1;

  39. //将配置应用到TIM2中

  40. TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);

  41. //清除溢出中断标志

  42. TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);

  43. //禁止ARR预装载缓冲器

  44. TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, DISABLE);

  45. //开启TIM2的中断

  46. TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);

  47. }

  48. void NVIC_cfg()

  49. {

  50. NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

  51. //选择中断分组1

  52. NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

  53. //选择TIM2的中断通道

  54. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel;

  55. //抢占式中断优先级设置为0

  56. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

  57. //响应式中断优先级设置为0

  58. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

  59. //使能中断

  60. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

  61. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

  62. }

  63. void GPIO_cfg()

  64. {

  65. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  66. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //选择引脚5

  67. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //输出频率最大50MHz

  68. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //带上拉电阻输出

  69. GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);

  70. }
 楼主| alternate 发表于 2019-12-20 15:29 | 显示全部楼层
在stm32f10x_it.c中,我们找到函数TIM2_IRQHandler(),并向其中添加代码

  1. void TIM2_IRQHandler(void)
  2. {
  3. u8 ReadValue;
  4. //检测是否发生溢出更新事件
  5. if(TIM_GetITStatus(TIM2,
  6. if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
  7. {
  8. //清除TIM2的中断待处理位
  9. TIM_ClearITPendingBit(TIM2 , TIM_FLAG_Update);
  10. //将PB.5管脚输出数值写入ReadValue
  11. ReadValue = GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_5);
  12. if(ReadValue == 0)
  13. {
  14. GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);
  15. }
  16. else
  17. {
  18. GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);
  19. }
  20. }
  21. }
cfstep 发表于 2019-12-25 21:20 | 显示全部楼层
定时器是STM32中深藏不露的,很NB的东西
wowu 发表于 2020-1-17 12:16 | 显示全部楼层
非常感谢楼主分享
xiaoqizi 发表于 2020-1-17 12:39 | 显示全部楼层
非常感谢楼主分享
木木guainv 发表于 2020-1-17 12:43 | 显示全部楼层
非常感谢楼主分享
磨砂 发表于 2020-1-17 12:46 | 显示全部楼层
非常感谢楼主分享
晓伍 发表于 2020-1-17 12:52 | 显示全部楼层
非常感谢楼主分享
GlenX 发表于 2021-2-25 09:31 | 显示全部楼层
够耐心,很详细。再温习一遍。谢谢!
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