一、定时器介绍

  STM32F1的定时器非常多,由2个基本定时器(TIM6、TIM7)、4个通 用定时器(TIM2-TIM5)和2个高级定时器(TIM1、TIM8)组成。基本定 时器的功能最为简单,类似于51单片机内定时器。通用定时器是在基本 定时器的基础上扩展而来,增加了输入捕获与输出比较等功能。高级定 时器又是在通用定时器基础上扩展而来,增加了可编程死区互补输出、 重复计数器、带刹车(断路)功能,这些功能主要针对工业电机控制方面

1.1 通用定时器简介

  STM32F1的通用定时器包含一个 16 位自动重载计数器(CNT),该计 数器由可编程预分频器(PSC)驱动。STM32F1的通用定时器可用于多种 用途,包括测量输入信号的脉冲宽度(输入捕获)或者生成输出波形(输出 比较和PWM)等。 使用定时器预分频器和 RCC 时钟控制器预分频器,脉 冲长度和波形周期可以在几个微秒到几个毫秒间调整。STM32F1 的每个 通用定时器都是完全独立的,没有互相共享的任何资源。

  STM32F1的通用定时器TIMx (TIM2-TIM5 )具有如下功能:

(1)16 位向上、向下、向上/向下自动装载计数器(TIMx_CNT)。

(2)16 位可编程(可以实时修改)预分频器(TIMx_PSC),计数器时钟频率的分频系数为 1~65535之间的任意数值。

(3)4个独立通道(TIMx_CH1-4),这些通道可以用来作为: A.输入捕获 B.输出比较 C. PWM 生成(边缘或中间对齐模式) D.单脉冲模式输出

(4)可使用外部信号(TIMx_ETR)控制定时器,且可实现多个定时器互连(可以用1个定时器控制另外一个定时器)的同步电路。

(5)发生如下事件时产生中断/DMA请求: A.更新:计数器向上溢出/向下溢出,计数器初始化(通过软件或者内部/外部触发) B.触发事件(计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数) C.输入捕获 D.输出比较

(6)支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路

(7)触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理

1.2 通用定时器结构框图

我们把通用定时器结构框图分成 5 个子模块,按照顺序依次进行简单介绍。
(1)标号 1:时钟源
通用定时器的时钟来源有 4 种可选:
A.内部时钟(CK_INT)
B.外部时钟模式 1:外部输入引脚 TIx(x=1,2,3,4)
C.外部时钟模式 2:外部触发输入 ETR
D.内部触发输入(ITRx(x=0,1,2,3))
通用定时器时钟来源这么多,具体选择哪个可以通过 TIMx_SMCR 寄存器的相关位来设置,定时器相关寄存器的介绍可以参考《STM32F10x 中文参考手册》-通用定时器-寄存器章节详细了解。这里的 CK_INT 时钟是从 APB1 倍频得来的,除非 APB1 的时钟分频数设置为 1(一般都不会是 1),否则通用定时器 TIMx的时钟是 APB1 时钟的 2 倍,当 APB1 的时钟不分频的时候,通用定时器 TIMx的时钟就等于 APB1 的时钟。这里还要注意的就是高级定时器的时钟不是来自APB1,而是来自 APB2,这个在库文件 stm32f10x_rcc.h 也可以查找到,如下:

通常我们都是将内部时钟(CK_INT)作为通用定时器的时钟来源,而且通用定时器的时钟是 APB1 时钟的 2 倍,即 APB1 的时钟分频数不为 1。所以通用定时器的时钟频率是 72MHz。
(2)标号 2:控制器
通用定时器控制器部分包括触发控制器、从模式控制器以及编码器接口。触发控制器用来针对片内外设输出触发信号,比如为其它定时器提供时钟和触发DAC/ADC 转换。从模式控制器可以控制计数器复位、启动、递增/递减、计数。编码器接口专门针对编码器计数而设计。
(3)标号 3:时基单元
  通用定时器时基单元包括 3 个寄存器,分别是计数器寄存器(TIMx_CNT)、预分频器寄存器(TIMx_PSC)、自动重载寄存器(TIMx_ARR)。高级定时器中还有一个
重复计数寄存器(TIMx_RCR),通用和基本定时器是没有的。通用定时器这三个寄存器都是 16 位有效。而高级定时器的 TIMx_RCR 寄存器是 8 位有效。
  在这个时基单元中,有个预分频器寄存器(TIMx_PSC),用于对计数器时钟频率进行分频,通过寄存器内的相应位设置,分频系数值可在 1 到 65536 之间。
由于从模式控制寄存器具有缓冲功能,因此预分频器可实现实时更改,而新的预分频比将在下一更新事件发生时被采用。
  在时基单元中,还有个计数寄存器(TIMx_CNT),通用定时器计数方式有向上计数、向下计数、向上向下计数(中心对齐计数)。下面分别来介绍下这几种计数方式:

(4)标号 4:输入捕获 
(5)输出比较

二、通用定时器配置步骤

(1)使能定时器时钟 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);//使能TIM4时钟

(2)初始化定时器参数,包含自动重装值,分频系数,计数方式等

voidTIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef*TIMx,TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);

typedef struct

{

  uint16_t TIM_Prescaler; //定时器预分频器

  uint16_t TIM_CounterMode; //计数模式

  uint32_t TIM_Period; //定时器周期

  uint16_t TIM_ClockDivision; //时钟分频

  uint8_t TIM_RepetitionCounter; //重复计数器

} TIM_TimeBaseInitTypeDef;

了解结构体成员功能后,就可以进行配置,例如:

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=1000; //自动装载值  自己定义

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=35999; //分频系数  自己定义

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //设置向上计数模式

TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStructure);

定时器定时时间计算公式如下: Tout= ((per)*(psc+1))/Tclk; 1000*(35999+1)/72;

(3)设置定时器中断类型,并使能

  void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState);

(4)设置定时器中断优先级,使能定时器中断通道 NVIC初始化库函数是NVIC_Init();

(5)开启定时器 void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);

(6)编写定时器中断服务函数

三、定时器中断编码

 1 /*******************************************************************************
2 * 函 数 名 : TIM4_Init
3 * 函数功能 : TIM4初始化函数
4 * 输 入 : per:重装载值
5 psc:分频系数
6 * 输 出 : 无
7 *******************************************************************************/
8 void TIM4_Init(u16 per,u16 psc)
9 {
10 TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
11 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
12
13 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);//使能TIM4时钟
14
15 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=per; //自动装载值
16 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=psc; //分频系数
17 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
18 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //设置向上计数模式
19 TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStructure);
20
21 TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE); //开启定时器中断
22 TIM_ClearITPendingBit(TIM4,TIM_IT_Update);
23
24 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;//定时器中断通道
25 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//抢占优先级
26 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3; //子优先级
27 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
28 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
29
30 TIM_Cmd(TIM4,ENABLE); //使能定时器
31 }

进入中断函数

 1 /*******************************************************************************
2 * 函 数 名 : TIM4_IRQHandler
3 * 函数功能 : TIM4中断函数
4 * 输 入 : 无
5 * 输 出 : 无
6 *******************************************************************************/
7 void TIM4_IRQHandler(void)
8 {
9 if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_Update))
10 {
11 //填写中断中要完成的任务
12 }
13 TIM_ClearITPendingBit(TIM4,TIM_IT_Update);
14 }

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