STM32之TIM通用定时器

本文介绍如何使用STM32标准外设库配置并使用定时器，定时器就是设置一个计时器，待计时时间到之后产生一个中断，程序接收到中断之后可以执行特定的程序，跟现实中的闹钟功能类似。与延时功能不同，定时器计时过程中程序可以执行其他程序。最简单直观的应用为定时翻转指定IO引脚。本例程使用通用定时器TIM3，每100ms翻转GPIOB的Pin5输出，如果该引脚外接有LED灯，可以看到LED灯周期性的闪烁。

STM32F103VE系列共有8个定时器，分为基本定时器、通用定时器和高级定时器，其中通用定时器包括TIM2/3/4/5共4个，如果一个定时器不够用，可以启动其他几个定时器。

本文适合对单片机及Ｃ语言有一定基础的开发人员阅读，MCU使用STM32F103VE系列。

 

TIM通用定时器分为两部分，初始化和控制。

1.    初始化分两步：通用中断、TIM。

1.1. 通用中断：优先级分组、中断源、优先级、使能

• 优先级分组：设定合适的优先级分组
• 中断源：选择指定的TIM中断源：TIM3_IRQn
• 优先级：设定合适的优先级
• 使能：调用库函数即可

1.2. TIM：时钟、预分频器、定时器周期、分频因子、计数模式、初始化定时器、开启定时器中断、使能计数器。

结构体：

typedef struct{

  uint16_t TIM_Prescaler;

  uint16_t TIM_CounterMode;

  uint16_t TIM_Period;

  uint16_t TIM_ClockDivision;

  uint8_t TIM_RepetitionCounter;

} TIM_TimeBaseInitTypeDef;   

• 时钟：需要使能定时器时钟

  //开启定时器时钟,即内部时钟CK_INT=72M
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

• 预分频器：默认定时器时钟频率为72M，那么预分频器设置为71，那么一次计数为1us

  //时钟预分频数为71，则计数器计数一次时间为1us    
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71;

• 定时器周期：设置为999，那么产生一次定时器中断的时间为1ms    

  //自动重装载寄存器为999，则产生一次中断时间为1ms
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000 - 1;   

• 计数模式：一般选择向上计数模式

  // 计数器计数模式，选择向上计数模式
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

• 时钟分频因子：一般选择1分频

  // 时钟分频因子，选择1分频
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

• 重复计数器的值：仅对高级定时器有效，无需设置
• 初始化定时器：调用库函数即可

  //初始化定时器
  TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

• 开启定时器中断

  //开启计数器中断
  TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);

• 使能计数器

  //使能计数器
  TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); 

2.    处理

2.1. 中断服务函数

定时器TIM3的中断服务函数名称为TIM3_IRQHandler ()。

  void TIM3_IRQHandler(void);

2.2. 中断处理

中断服务函数中调用TIM_GetITStatus ()函数判定中断标志位状态以确定中断是否发生，调用TIM_ClearITPendingBit ()函数清除中断标志位。

if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)
  {  
     TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);         
  }      

2.3.    计时

在定时器中断服务函数中累加一个全局变量，在中断外查询该全局变量，如果达到预期的定时时间，则清除此全局变量，并执行相应的操作。

举例来说，如果想要200ms执行某操作，那么该全局变量累加到200之后，将该全局变量置为0，然后再执行相应的操作。

 

完整代码（仅自己编写的部分）

uint8_t times;

void GPIO_OutputConfig(void)
{        
    //定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    //开启指定端口的GPIO外设时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    
    //选择要控制的GPIO引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;    

    //设置引脚速率为50MHz
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 

    //设置引脚模式为通用推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   

    //调用库函数，初始化GPIO
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);    

    //设置初始状态
    GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
}

//中断优先级配置
void TIM_NVICConfig(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 
    
    // 设置中断组为2
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);        
    // 设置中断来源为TIM3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn ;    
    // 设置抢占优先级为0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;     
    // 设置子优先级为3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;    
    // 使能
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

//TIM配置
void TIM_Config(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
        
    //开启定时器时钟,即内部时钟CK_INT=72M
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    
    //时钟预分频数为71，则计数器计数一次时间为1us
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;

    //自动重装载寄存器为999，则产生一次中断时间为1ms
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000 - 1;    

    // 计数器计数模式，选择向上计数模式
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; 

    // 时钟分频因子，选择1分频
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
        
    // 重复计数器的值，高级定时器有效
//    TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
    
    //初始化定时器
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
        
    //开启计数器中断
    TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);
        
    //使能计数器
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);    
}

//定时器初始化函数
void TIM_Init(void)
{
    TIM_Config();
    TIM_NVICConfig();
}

//TIM3中断服务函数
void TIM3_IRQHandler(void)
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) 
    {    
        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);           
        times++;
    }             
}

int main(void)
{    
    GPIO_OutputConfig();     
    TIM_Init();

    //每100ms翻转一次GPIOB pin5
    while(1)
    {
        if(times == 100)
        {
            GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
        }else if(times >= 200){
            GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
            times = 0;
        }
    }
}

 

仿真结果

程序编译成功后，点击开始仿真，点击，显示逻辑分析窗口，点击Setup，显示设置串口，点击新建，然后输入要查看的端口，可同时查看多个端口，比如要查看PORTB.5，那么输入(PORTB & 0x00000020) >>5，Display type选择Bit，Color中选择合适的颜色，点击Close关闭对话框，点击运行程序，可在逻辑分析串口看到该端口的波形。通过鼠标滚轮可对显示波形进行缩放。

示例仿真波形如下：

 

从仿真结果来看，PORTB.5每隔100ms电平会翻转一次，跟程序设计一致，因此TIM定时器有效。

 

源码下载：（不包括工程文件和库文件）

https://files.cnblogs.com/files/greatpumpkin/TIM_general.rar