STM32学习笔记4通用定时器基本定时功能.docx
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STM32学习笔记4通用定时器基本定时功能
STM32学习笔记(4):
通用定时器基本定时功能
基本定时功能
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个系统嘀嗒定时器。
其中系统嘀嗒定时器是前文中所描述的SysTick,看门狗定时器以后再详细研究。
今天主要是研究剩下的8个定时器。
定时器
计数器分辨率
计数器类型
预分频系数
产生DMA请求
捕获/比较通道
互补输出
TIM1
TIM8
16位
向上,向下,向上/向下
1-65536之间的任意数
可以
4
有
TIM2
TIM3
TIM4
TIM5
16位
向上,向下,向上/向下
1-65536之间的任意数
可以
4
没有
TIM6
TIM7
16位
向上
1-65536之间的任意数
可以
0
没有
其中TIM1和TIM8是能够产生3对PWM互补输出的高级登时其,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。
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。
APB1的分频在STM32_SYSTICK的学习笔记中有详细描述。
通过倍频器给定时器时钟的好处是:
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。
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。
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;
其中,前3项在前面的笔记中已经给出,在此就不再赘述了。
第4项配置TIMER有如下配置:
(1) 利用TIM_DeInit()函数将Timer设置为默认缺省值;
(2) TIM_InternalClockConfig()选择TIMx来设置内部时钟源;
(3) TIM_Perscaler来设置预分频系数;
(4) TIM_ClockDivision来设置时钟分割;
(5) TIM_CounterMode来设置计数器模式;
(6) TIM_Period来设置自动装入的值
(7) TIM_ARRPerloadConfig()来设置是否使用预装载缓冲器
(8) TIM_ITConfig()来开启TIMx的中断
其中(3)-(6)步骤中的参数由TIM_TimerBaseInitTypeDef结构体给出。
步骤(3)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(4)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:
TIM_ClockDivision
描述
二进制值
TIM_CKD_DIV1
tDTS=Tck_tim
0x00
TIM_CKD_DIV2
tDTS=2*Tck_tim
0x01
TIM_CKD_DIV4
tDTS=4*Tck_tim
0x10
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。
步骤(7)中需要禁止使用预装载缓冲器。
当预装载缓冲器被禁止时,写入自动装入的值(TIMx_ARR)的数值会直接传送到对应的影子寄存器;如果使能预加载寄存器,则写入ARR的数值会在更新事件时,才会从预加载寄存器传送到对应的影子寄存器。
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preloadregister(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shadowregister(影子寄存器);设计preloadregister和shadowregister的好处是,所有真正需要起作用的寄存器(shadowregister)可以在同一个时间(发生更新事件时)被更新为所对应的preloadregister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shadowregister,或者preloadregister和shadowregister是直通的,即软件更新preloadregister时,同时更新了shadowregister,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。
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
#include"stm32f10x_lib.h"
voidRCC_cfg();
voidTIMER_cfg();
voidNVIC_cfg();
voidGPIO_cfg();
intmain()
{
RCC_cfg();
NVIC_cfg();
GPIO_cfg();
TIMER_cfg();
//开启定时器2
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
while
(1);
}
voidRCC_cfg()
{
//定义错误状态变量
ErrorStatusHSEStartUpStatus;
//将RCC寄存器重新设置为默认值
RCC_DeInit();
//打开外部高速时钟晶振
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
//等待外部高速时钟晶振工作
HSEStartUpStatus=RCC_WaitForHSEStartUp();
if(HSEStartUpStatus==SUCCESS)
{
//设置AHB时钟(HCLK)为系统时钟
RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
//设置高速AHB时钟(APB2)为HCLK时钟
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
//设置低速AHB时钟(APB1)为HCLK的2分频
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
//设置FLASH代码延时
FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
//使能预取指缓存
FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
//设置PLL时钟,为HSE的9倍频8MHz*9=72MHz
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9);
//使能PLL
RCC_PLLCmd(ENABLE);
//等待PLL准备就绪
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY)==RESET);
//设置PLL为系统时钟源
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
//判断PLL是否是系统时钟
while(RCC_GetSYSCLKSource()!
=0x08);
}
//允许TIM2的时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
//允许GPIO的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
}
voidTIMER_cfg()
{
TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;
//重新将Timer设置为缺省值
TIM_DeInit(TIM2);
//采用内部时钟给TIM2提供时钟源
TIM_InternalClockConfig(TIM2);
//预分频系数为36000-1,这样计数器时钟为72MHz/36000=2kHz
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=36000-1;
//设置时钟分割
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
//设置计数器模式为向上计数模式
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
//设置计数溢出大小,每计2000个数就产生一个更新事件
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=2000-1;
//将配置应用到TIM2中
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);
//清除溢出中断标志
TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);
//禁止ARR预装载缓冲器
TIM_ARRPreloadConfig(TIM2,DISABLE);
//开启TIM2的中断
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);
}
voidNVIC_cfg()
{
NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;
//选择中断分组1
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
//选择TIM2的中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQChannel;
//抢占式中断优先级设置为0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;
//响应式中断优先级设置为0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;
//使能中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
voidGPIO_cfg()
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//选择引脚5
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//输出频率最大50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//带上拉电阻输出
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}
在stm32f10x_it.c中,我们找到函数TIM2_IRQHandler(),并向其中添加代码
voidTIM2_IRQHandler(void)
{
u8ReadValue;
//检测是否发生溢出更新事件
if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)!
=RESET)
{
//清除TIM2的中断待处理位
TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_FLAG_Update);
//将PB.5管脚输出数值写入ReadValue
ReadValue=GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_5);
if(ReadValue==0)
{
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);
}
else
{
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);
}
}
}