STM32——————通用定時器基本定時功能
1. STM32的Timer簡介
STM32中一共有11個定時器，其中2個高級控制定時器，4個普通定時器和2個基本定時器，以及2個看門狗定時器和1個系統嘀嗒定時器。其中系統嘀嗒定時器是前文中所描述的SysTick，看門狗定時器以后再詳細研究。今天主要是研究剩下的8個定時器。
| 定時器 |
計數器分辨率 |
計數器類型 |
預分頻系數 |
產生DMA請求 |
捕獲/比較通道 |
互補輸出 |
| TIM1 TIM8 |
16位 |
向上，向下，向上/向下 |
1-65536之間的任意數 |
可以 |
4 |
有 |
| TIM2 TIM3 TIM4 TIM5 |
16位 |
向上，向下，向上/向下 |
1-65536之間的任意數 |
可以 |
4 |
沒有 |
| TIM6 TIM7 |
16位 |
向上 |
1-65536之間的任意數 |
可以 |
0 |
沒有 |
其中TIM1和TIM8是能夠產生3對PWM互補輸出的高級登時其，常用於三相電機的驅動，時鍾由APB2的輸出產生。TIM2-TIM5是普通定時器，TIM6和TIM7是基本定時器，其時鍾由APB1輸出產生。由於STM32的TIMER功能太復雜了，所以只能一點一點的學習。因此今天就從最簡單的開始學習起，也就是TIM2-TIM5普通定時器的定時功能。
2. 普通定時器TIM2-TIM5
2.1 時鍾來源
計數器時鍾可以由下列時鍾源提供：
·內部時鍾(CK_INT)
·外部時鍾模式1：外部輸入腳(TIx)
·外部時鍾模式2：外部觸發輸入(ETR)
·內部觸發輸入(ITRx)：使用一個定時器作為另一個定時器的預分頻器，如可以配置一個定時器Timer1而作為另一個定時器Timer2的預分頻器。
由於今天的學習是最基本的定時功能，所以采用內部時鍾。TIM2-TIM5的時鍾不是直接來自於APB1，而是來自於輸入為APB1的一個倍頻器。這個倍頻器的作用是：當APB1的預分頻系數為1時，這個倍頻器不起作用，定時器的時鍾頻率等於APB1的頻率；當APB1的預分頻系數為其他數值時（即預分頻系數為2、4、8或16），這個倍頻器起作用，定時器的時鍾頻率等於APB1的頻率的2倍。APB1的分頻在STM32_SYSTICK的學習筆記中有詳細描述。通過倍頻器給定時器時鍾的好處是：APB1不但要給TIM2-TIM5提供時鍾，還要為其他的外設提供時鍾；設置這個倍頻器可以保證在其他外設使用較低時鍾頻率時，TIM2-TIM5仍然可以得到較高的時鍾頻率。
2.2 計數器模式
TIM2-TIM5可以由向上計數、向下計數、向上向下雙向計數。向上計數模式中，計數器從0計數到自動加載值(TIMx_ARR計數器內容)，然后重新從0開始計數並且產生一個計數器溢出事件。在向下模式中，計數器從自動裝入的值(TIMx_ARR)開始向下計數到0，然后從自動裝入的值重新開始，並產生一個計數器向下溢出事件。而中央對齊模式（向上/向下計數）是計數器從0開始計數到自動裝入的值-1，產生一個計數器溢出事件，然后向下計數到1並且產生一個計數器溢出事件；然后再從0開始重新計數。
2.3 編程步驟
1. 配置系統時鍾；
2. 配置NVIC；
3. 配置GPIO；
4. 配置TIMER；
其中，前3項在前面的筆記中已經給出，在此就不再贅述了。第4項配置TIMER有如下配置：
（1） 利用TIM_DeInit()函數將Timer設置為默認缺省值；
（2） TIM_InternalClockConfig()選擇TIMx來設置內部時鍾源；
（3） TIM_Perscaler來設置預分頻系數；
（4） TIM_ClockDivision來設置時鍾分割；
（5） TIM_CounterMode來設置計數器模式；
（6） TIM_Period來設置自動裝入的值
（7） TIM_ARRPerloadConfig()來設置是否使用預裝載緩沖器
（8） TIM_ITConfig()來開啟TIMx的中斷
其中（3）-（6）步驟中的參數由TIM_TimerBaseInitTypeDef結構體給出。步驟（3）中的預分頻系數用來確定TIMx所使用的時鍾頻率，具體計算方法為：CK_INT/(TIM_Perscaler+1)。CK_INT是內部時鍾源的頻率，是根據2.1中所描述的APB1的倍頻器送出的時鍾，TIM_Perscaler是用戶設定的預分頻系數，其值范圍是從0 – 65535。
步驟（4）中的時鍾分割定義的是在定時器時鍾頻率(CK_INT)與數字濾波器(ETR,TIx)使用的采樣頻率之間的分頻比例。TIM_ClockDivision的參數如下表：
| TIM_ClockDivision |
描述 |
二進制值 |
| TIM_CKD_DIV1 |
tDTS = Tck_tim |
0x00 |
| TIM_CKD_DIV2 |
tDTS = 2 * Tck_tim |
0x01 |
| TIM_CKD_DIV4 |
tDTS = 4 * Tck_tim |
0x10 |
數字濾波器(ETR,TIx)是為了將ETR進來的分頻后的信號濾波，保證通過信號頻率不超過某個限定。
步驟（7）中需要禁止使用預裝載緩沖器。當預裝載緩沖器被禁止時，寫入自動裝入的值(TIMx_ARR)的數值會直接傳送到對應的影子寄存器；如果使能預加載寄存器，則寫入ARR的數值會在更新事件時，才會從預加載寄存器傳送到對應的影子寄存器。
ARM中，有的邏輯寄存器在物理上對應2個寄存器，一個是程序員可以寫入或讀出的寄存器，稱為preload register(預裝載寄存器)，另一個是程序員看不見的、但在操作中真正起作用的寄存器，稱為shadow register(影子寄存器)；設計preload register和shadow register的好處是，所有真正需要起作用的寄存器(shadow register)可以在同一個時間(發生更新事件時)被更新為所對應的preload register的內容，這樣可以保證多個通道的操作能夠准確地同步。如果沒有shadow register，或者preload register和shadow register是直通的，即軟件更新preload register時，同時更新了shadow register，因為軟件不可能在一個相同的時刻同時更新多個寄存器，結果造成多個通道的時序不能同步，如果再加上其它因素(例如中斷)，多個通道的時序關系有可能是不可預知的。
3. 程序源代碼
本例實現的是通過TIM3的定時功能，使得LED0 0.5s閃爍，LED0 1s閃爍。
- 為定時器配置函數
#include "timer.h" #include "led.h" void TIM3_NVIC_Init(void) //定時器中斷初始化函數 { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStrue; NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn; //定時器3的中斷 NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0; //優先級為0，最高 NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelSubPriority=3; //子優先級為3 NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; //中斷使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStrue); } void TIM3_Init(u16 arr,u16 psc) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStrure; TIM_DeInit(TIM3); //定時器3時鍾復位 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE); //定時器3時鍾使能 TIM_TimeBaseInitStrure.TIM_Prescaler=psc; //預分頻系數 TIM_TimeBaseInitStrure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //計數器向上溢出 TIM_TimeBaseInitStrure.TIM_Period=arr; //設置自動重裝載值 TIM_TimeBaseInitStrure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; //時鍾的分頻因子，起到了一點點的延時作用，一般設為TIM_CKD_DIV1 TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStrure); TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE); //允許更新中斷，即允許在溢出時中斷 TIM3_NVIC_Init(); //定時器中斷初始化 TIM_Cmd(TIM3,ENABLE); //啟動定時器3 } void TIM3_IRQHandler() //中斷服務程序 { if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_CounterMode_Up)==SET) //首先判斷一定時器3是否發生向上溢出中斷 { LED0=~LED0; //LED0顯示翻轉 TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_CounterMode_Up); //中斷發生完畢后清除標志位，為下次中斷做准備。 } }
- 為主函數
#include "sys.h" #include "led.h" #include "delay.h" #include "timer.h" /************************************************ 1、將各個可會用到的功能先運行相應的初始化函數 2、while循環等待中斷發生 ************************************************/ int main(void) { delay_init(); LED_Init(); TIM3_Init(4999,7199); //設置500ms產生一次中斷，公式為：溢出時間Tout=(arr+1)(psc+1)/Tclk //Tclk為通用定時器的時鍾，如果APB1沒有分頻，則就為系統時鍾，72MHZ while(1) { LED1=~LED1; //LED1的狀態每隔500ms翻轉一次 delay_ms(1000); } }