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1. STM32的Timer簡(jiǎn)介 STM32中一共有11個(gè)定時(shí)器，其中2個(gè)高級(jí)控制定時(shí)器，4個(gè)普通定時(shí)器和2個(gè)基本定時(shí)器，以及2個(gè)看門狗定時(shí)器和1個(gè)系統(tǒng)嘀嗒定時(shí)器。其中系統(tǒng)嘀嗒定時(shí)器是前文中所描述的SysTick，看門狗定時(shí)器以后再詳細(xì)研究。今天主要是研究剩下的8個(gè)定時(shí)器。
定時(shí)器
| 計(jì)數(shù)器分辨率
| 計(jì)數(shù)器類型
| 預(yù)分頻系數(shù)
| 產(chǎn)生DMA請(qǐng)求
| 捕獲/比較通道
| 互補(bǔ)輸出
| TIM1
TIM8
| 16位
| 向上，向下，向上/向下
| 1-65536之間的任意數(shù)
| 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(shù)
| 可以
| 4
| 沒(méi)有
| TIM6
TIM7
| 16位
| 向上
| 1-65536之間的任意數(shù)
| 可以
| 0
| 沒(méi)有
|
其中TIM1和TIM8是能夠產(chǎn)生3對(duì)PWM互補(bǔ)輸出的高級(jí)登時(shí)其，常用于三相電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，時(shí)鐘由APB2的輸出產(chǎn)生。TIM2-TIM5是普通定時(shí)器，TIM6和TIM7是基本定時(shí)器，其時(shí)鐘由APB1輸出產(chǎn)生。由于STM32的TIMER功能太復(fù)雜了，所以只能一點(diǎn)一點(diǎn)的學(xué)習(xí)。因此今天就從最簡(jiǎn)單的開始學(xué)習(xí)起，也就是TIM2-TIM5普通定時(shí)器的定時(shí)功能。
2. 普通定時(shí)器TIM2-TIM5
2.1 時(shí)鐘來(lái)源
計(jì)數(shù)器時(shí)鐘可以由下列時(shí)鐘源提供：
·內(nèi)部時(shí)鐘(CK_INT)
·外部時(shí)鐘模式1：外部輸入腳(TIx)
·外部時(shí)鐘模式2：外部觸發(fā)輸入(ETR)
·內(nèi)部觸發(fā)輸入(ITRx)：使用一個(gè)定時(shí)器作為另一個(gè)定時(shí)器的預(yù)分頻器，如可以配置一個(gè)定時(shí)器Timer1而作為另一個(gè)定時(shí)器Timer2的預(yù)分頻器。
由于今天的學(xué)習(xí)是最基本的定時(shí)功能，所以采用內(nèi)部時(shí)鐘。TIM2-TIM5的時(shí)鐘不是直接來(lái)自于APB1，而是來(lái)自于輸入為APB1的一個(gè)倍頻器。這個(gè)倍頻器的作用是：當(dāng)APB1的預(yù)分頻系數(shù)為1時(shí)，這個(gè)倍頻器不起作用，定時(shí)器的時(shí)鐘頻率等于APB1的頻率；當(dāng)APB1的預(yù)分頻系數(shù)為其他數(shù)值時(shí)（即預(yù)分頻系數(shù)為2、4、8或16），這個(gè)倍頻器起作用，定時(shí)器的時(shí)鐘頻率等于APB1的頻率的2倍。APB1的分頻在STM32_SYSTICK的學(xué)習(xí)筆記中有詳細(xì)描述。通過(guò)倍頻器給定時(shí)器時(shí)鐘的好處是：APB1不但要給TIM2-TIM5提供時(shí)鐘，還要為其他的外設(shè)提供時(shí)鐘；設(shè)置這個(gè)倍頻器可以保證在其他外設(shè)使用較低時(shí)鐘頻率時(shí)，TIM2-TIM5仍然可以得到較高的時(shí)鐘頻率。
2.2 計(jì)數(shù)器模式
TIM2-TIM5可以由向上計(jì)數(shù)、向下計(jì)數(shù)、向上向下雙向計(jì)數(shù)。向上計(jì)數(shù)模式中，計(jì)數(shù)器從0計(jì)數(shù)到自動(dòng)加載值(TIMx_ARR計(jì)數(shù)器內(nèi)容)，然后重新從0開始計(jì)數(shù)并且產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器溢出事件。在向下模式中，計(jì)數(shù)器從自動(dòng)裝入的值(TIMx_ARR)開始向下計(jì)數(shù)到0，然后從自動(dòng)裝入的值重新開始，并產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器向下溢出事件。而中央對(duì)齊模式（向上/向下計(jì)數(shù)）是計(jì)數(shù)器從0開始計(jì)數(shù)到自動(dòng)裝入的值-1，產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器溢出事件，然后向下計(jì)數(shù)到1并且產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器溢出事件；然后再?gòu)?開始重新計(jì)數(shù)。
2.3 編程步驟
1. 配置系統(tǒng)時(shí)鐘；
2. 配置NVIC；
3. 配置GPIO；
4. 配置TIMER；
其中，前3項(xiàng)在前面的筆記中已經(jīng)給出，在此就不再贅述了。第4項(xiàng)配置TIMER有如下配置：
（1） 利用TIM_DeInit()函數(shù)將Timer設(shè)置為默認(rèn)缺省值；
（2） TIM_InternalClockConfig()選擇TIMx來(lái)設(shè)置內(nèi)部時(shí)鐘源；
（3） TIM_Perscaler來(lái)設(shè)置預(yù)分頻系數(shù)；
（4） TIM_ClockDivision來(lái)設(shè)置時(shí)鐘分割；
（5） TIM_CounterMode來(lái)設(shè)置計(jì)數(shù)器模式；
（6） TIM_Period來(lái)設(shè)置自動(dòng)裝入的值
（7） TIM_ARRPerloadConfig()來(lái)設(shè)置是否使用預(yù)裝載緩沖器
（8） TIM_ITConfig()來(lái)開啟TIMx的中斷
其中（3）-（6）步驟中的參數(shù)由TIM_TimerBaseInitTypeDef結(jié)構(gòu)體給出。步驟（3）中的預(yù)分頻系數(shù)用來(lái)確定TIMx所使用的時(shí)鐘頻率，具體計(jì)算方法為：CK_INT/(TIM_Perscaler+1)。CK_INT是內(nèi)部時(shí)鐘源的頻率，是根據(jù)2.1中所描述的APB1的倍頻器送出的時(shí)鐘，TIM_Perscaler是用戶設(shè)定的預(yù)分頻系數(shù)，其值范圍是從0 – 65535。
步驟（4）中的時(shí)鐘分割定義的是在定時(shí)器時(shí)鐘頻率(CK_INT)與數(shù)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(shù)如下表：
TIM_ClockDivision
描述
二進(jìn)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(shù)字濾波器(ETR,TIx)是為了將ETR進(jìn)來(lái)的分頻后的信號(hào)濾波，保證通過(guò)信號(hào)頻率不超過(guò)某個(gè)限定。
步驟（7）中需要禁止使用預(yù)裝載緩沖器。當(dāng)預(yù)裝載緩沖器被禁止時(shí)，寫入自動(dòng)裝入的值(TIMx_ARR)的數(shù)值會(huì)直接傳送到對(duì)應(yīng)的影子寄存器；如果使能預(yù)加載寄存器，則寫入ARR的數(shù)值會(huì)在更新事件時(shí)，才會(huì)從預(yù)加載寄存器傳送到對(duì)應(yīng)的影子寄存器。
ARM中，有的邏輯寄存器在物理上對(duì)應(yīng)2個(gè)寄存器，一個(gè)是程序員可以寫入或讀出的寄存器，稱為preload register(預(yù)裝載寄存器)，另一個(gè)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(shè)計(jì)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(gè)時(shí)間(發(fā)生更新事件時(shí))被更新為所對(duì)應(yīng)的preload register的內(nèi)容，這樣可以保證多個(gè)通道的操作能夠準(zhǔn)確地同步。如果沒(méi)有shadow register，或者preload register和shadow register是直通的，即軟件更新preload register時(shí)，同時(shí)更新了shadow register，因?yàn)檐浖豢赡茉谝粋�(gè)相同的時(shí)刻同時(shí)更新多個(gè)寄存器，結(jié)果造成多個(gè)通道的時(shí)序不能同步，如果再加上其它因素(例如中斷)，多個(gè)通道的時(shí)序關(guān)系有可能是不可預(yù)知的。
3. 程序源代碼
本例實(shí)現(xiàn)的是通過(guò)TIM2的定時(shí)功能，使得LED燈按照1s的時(shí)間間隔來(lái)閃爍
#include "stm32f10x_lib.h"
void RCC_cfg();
void TIMER_cfg();
void NVIC_cfg();
void GPIO_cfg();
int main()
{
RCC_cfg();
NVIC_cfg();
GPIO_cfg();
TIMER_cfg();
//開啟定時(shí)器2
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
while(1);
}
void RCC_cfg()
{
//定義錯(cuò)誤狀態(tài)變量
ErrorStatus HSEStartUpStatus;
//將RCC寄存器重新設(shè)置為默認(rèn)值
RCC_DeInit();
//打開外部高速時(shí)鐘晶振
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
//等待外部高速時(shí)鐘晶振工作
HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
{
//設(shè)置AHB時(shí)鐘(HCLK)為系統(tǒng)時(shí)鐘
RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
//設(shè)置高速AHB時(shí)鐘(APB2)為HCLK時(shí)鐘
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
//設(shè)置低速AHB時(shí)鐘(APB1)為HCLK的2分頻
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
//設(shè)置FLASH代碼延時(shí)
FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
//使能預(yù)取指緩存
FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
//設(shè)置PLL時(shí)鐘，為HSE的9倍頻 8MHz * 9 = 72MHz
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
//使能PLL
RCC_PLLCmd(ENABLE);
//等待PLL準(zhǔn)備就緒
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
//設(shè)置PLL為系統(tǒng)時(shí)鐘源
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
//判斷PLL是否是系統(tǒng)時(shí)鐘
while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);
}
//允許TIM2的時(shí)鐘
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
//允許GPIO的時(shí)鐘
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
}
void TIMER_cfg()
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
//重新將Timer設(shè)置為缺省值
TIM_DeInit(TIM2);
//采用內(nèi)部時(shí)鐘給TIM2提供時(shí)鐘源
TIM_InternalClockConfig(TIM2);
//預(yù)分頻系數(shù)為36000-1，這樣計(jì)數(shù)器時(shí)鐘為72MHz/36000 = 2kHz
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 36000 - 1;
//設(shè)置時(shí)鐘分割
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
//設(shè)置計(jì)數(shù)器模式為向上計(jì)數(shù)模式
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
//設(shè)置計(jì)數(shù)溢出大小，每計(jì)2000個(gè)數(shù)就產(chǎn)生一個(gè)更新事件
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 2000 - 1;
//將配置應(yīng)用到TIM2中
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);
//清除溢出中斷標(biāo)志
TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
//禁止ARR預(yù)裝載緩沖器
TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, DISABLE);
//開啟TIM2的中斷
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);
}
void NVIC_cfg()
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
//選擇中斷分組1
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
//選擇TIM2的中斷通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel;
//搶占式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
//響應(yīng)式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
//使能中斷
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
void GPIO_cfg()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //選擇引腳5
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //帶上拉電阻輸出
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}
在stm32f10x_it.c中，我們找到函數(shù)TIM2_IRQHandler()，并向其中添加代碼
void TIM2_IRQHandler(void)
{
u8 ReadValue;
//檢測(cè)是否發(fā)生溢出更新事件
if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
{
//清除TIM2的中斷待處理位
TIM_ClearITPendingBit(TIM2 , TIM_FLAG_Update);
//將PB.5管腳輸出數(shù)值寫入ReadValue
ReadValue = GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_5);
if(ReadValue == 0)
{
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);
}
else
{
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