STM32：定时器

时间：2024-03-22 16:07:39
  • TIM（Timer）定时器
    • 定时器可以对输入的时钟进行计数，并在计数值达到设定值时触发中断
    • 16位计数器、预分频器、自动重装寄存器的时基单元，在72MHz计数时钟下可以实现最大59.65s的定时72/65536/65536
    • 不仅具备基本的定时中断功能，而且还包含内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等多种功能
    • 类型 编号 总线 功能
    • 高级定时器 TIM1、TIM8 APB2 拥有通用定时器全部功能，并额外具有重 复计数器、死区生成、互补输出、刹车输入等功能
    • 通用定时器 TIM2、TIM3、TIM4、TIM5 APB1 拥有基本定时器全部功能 并额外具有内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等功能
    • 基本定时器 TIM6、TIM7 APB1 拥有定时中断、主模式触发DAC的功能
    • STM32F103C8T6定时器资源：TIM1、TIM2、TIM3、TIM4
  • 基本定时器：基准时钟->预分频器->计数器

    • 预分频器
      • 如果预分频器写0，不分频，输出频率=输入频率=72MHz
      • 如果预分频器写1，二分频，输出频率=输入频率/2=36MHz
      • 如果预分频器写，三分频，输出频率=输入频率/3=24MHz
      • 最大值可以写65535也就是65536分频，输出频率=72/65536
    • CNT计数器
      • 对预分频后的始终进行计数，计数时钟每来一个上升沿，计数器的值就加
    • 自动重装寄存器，当计数值等于自动重装值时，代表计时时间到，会产生中断信号，并且清零计数器。（图中向上箭头：更新中断；更新中断通往NVIC）（图中向下箭头：更新时间，更新事件不睡出发中断，但是可以触发内部其他电路的工作）
    • 主模式触发DAC的功能：主模式把更新事件映射到 触发输出TRGO的位置，TRGO直接接到DAC的触发转换引脚上，直接触发DAC，不需要软件的参与，实现了硬件的自动化。
  • 通用定时器：

    • 除了向上计数，通用定时器和高级定时器还支持向下计数模式和*对齐模式
    • 向下计数模式：从重装值开始，向下自减。
    • *对齐模式：从0开始，先向上自增，到重装值，申请中断，然后向下自减到0 再次申请中断。
    • 内外时钟源选择：
      • 第一个外部时钟：TIMx_ETR引脚（PA0）上的外部时钟。两个输出：1.ETRF进入触发控制器，进而到时基单元，这一路也叫外部时钟模式2；2.TRGI：用作触发输入使用，触发输入和从模式，以后课程讲。这一路叫外部时钟模式1.
      • ITRx（ITR0~ITR3）信号来来源于其他定时器，主模式的TRGO可以通向其他定时器。
      • 表格意思为：例如：TIM2定时器的ITR0信号来自于上一个时钟（TIM1）

      • 定时器级联功能，比如：先初始化TIM3，然后使用主模式把它的更新事件映射到TRGO上，然后再初始化TIM2，这里算则ITR2，对应的就是TIM3的TRGO
      • 时钟还能通过CH1获得，ED是边沿的意思，可以是上升沿可以是下降沿。
      • last ：时钟还能通过TI1FP1和TI2FP2获得。
      • 总结：外部时钟模式1的引脚可以是ETR引脚、（ITR）其他定时器、CH1引脚的边沿、CH1和CH2引脚的TI1FP1和TI2FP2获得
      • 右下角是输出比较电路，共有四个通道，分别对应CH1到CH4的引脚，可以用于输出PWM波形，驱动电机。
      • 左下角是输入捕获电路，也有四个通道。对应的也是CH1到CH4的引脚，可以用于侧输入方波的频率等。
      • 中间是捕获/比较寄存器，是输入捕获和输出比较电路共用的。因为输入捕获和输出比较不能停驶使用，所以寄存器共用，引脚共用。之后再具体分析。
  • 高级定时器：

    • 申请中断的地方加了一个重复次数计数器，可以实现每隔几个计数周期，才发生一次更新事件和更新中断。
  • 定时中断基本结构图：

    • 中断输出控制（即，中断输出允许位）：解决定时器模块有很多地方都要申请中断，看是否需要这个中断，如果需要就允许，如果不需要这个中断，就禁止。（更新会申请中断，触发信号(TRGO)也会申请中断、输入捕获和输出比较匹配时也会申请中断）
  • 时基单元运行细节问题：
    • 预分频时序：

    • 计数器计数频率：CK_CNT= CK_PSC/(PSC + 1)
    • CK_PSC:预分频器的输入时钟。一般为72Mhz
    • CNT_EN:计数器使能，高电平计数器正常运行，低电平计数器停止。
    • CK_CNT:计数器时钟，即时分频器的时钟输出，也是计数器的时钟输入。
    • 一个计时周期结束时，产生了更新事件，预分频（控制）寄存器的值才会杯传递到缓冲器里去，才会生效。
    • 计数器时序：

    • 计数器溢出频率：CK_CNT_OV = CK_CNT / (ARR +1)=CK_PSC / (PSC +1) / (ARR +1)
    • 计数器无预装时序：

    • 计数器有预装时序：

    • RCC时钟树：

    • P13 TIM定时中断，44分钟。
    • 无论什么定时器，内部基准时钟都是72Mhz。
  • void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);初始化时基单元；
  • void TIM_OCStructInit(TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct); 把结构体变量赋一个默认值；
  • void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);使能计数器；
  • void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState);使能中断输出信号；TIM_IT 选择配置哪个中断输出，NewState使能还是失能。
  • void TIM_InternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx);选择内部时钟
  • void TIM_ITRxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_InputTriggerSource);选择ITRx其他定时器的时钟。
  • void TIM_TIxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_TIxExternalCLKSource,uint16_t TIM_ICPolarity, uint16_t ICFilter);选择TIx捕获通道的时钟。TIM_TIxExternalCLKSource选择TIx的某个引脚；TIM_ICPolarity输入的极性；ICFilter滤波器。
  • void TIM_ETRClockMode1Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity,uint16_t ExtTRGFilter);选择ETR通过外部时钟模式1输入的时钟。TIM_ExtTRGPrescaler外部触发预分频器：可以对ETR的外部时钟再提前做一个分频；
  • void TIM_ETRClockMode2Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity, uint16_t ExtTRGFilter);选择ETR通过外部时钟模式2输入的时钟。如果不需要触发输入的功能，上两个函数可以互换
  • void TIM_ETRConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity, uint16_t ExtTRGFilter);单独用来配置ETR引脚的预分频器，极性滤波器这些参数的。
  • void TIM_PrescalerConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Prescaler, uint16_t TIM_PSCReloadMode);写预分频值；TIM_PSCReloadMode选择模式：1.听从安排等待更新事件生效，2.在写入后，手动产生一个更新事件，让这个值立即生效。
  • void TIM_CounterModeConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_CounterMode);用来改变计数器的计数模式。
  • void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);自动重装器预装功能配置
  • 定时器代码如下：
  • #include "stm32f10x.h"                  // Device header

extern uint16_t Num;
void Timer_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//开启时钟
	
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);//选择时基单元的时钟
	
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//配置采样频率（滤波器），消除抖动；
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=10000-1;//ARR自动重装器的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=7200-1;//预分频器的值 72MHz/7200/10000=1
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数器的值（高级计数器才需要，目前不需要用给0即可）
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);//时基单元配置完毕 更新事件和更新中断是同时发生的，
	
	TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);//清除更新事件带来的更新中断标志位的变化，否则会导致上电立刻进入中断
	TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//使能中断；开通更新中断到NVIC的通路
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;//定时器2在NVIC里的通道
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
	
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//开启定时器；
}
void TIM2_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET)
	{
		Num++;
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);
	}	
	
}

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