STM32F103入门 | 9.定时器简述

 

STM32F103系列的单片机一共有11个定时器：

2个高级定时器

4个通用定时器

2个基本定时器

2个看门狗定时器

1个系统滴答定时器

除去看门狗定时器和滴答定时器，其他8个定时器列表：

其中，

TIM1和TIM8是高级定时器

TIM2 - TIM5是通用定时器

TIM6和TIM7是基本定时器

这8个定时器都是16位的，它们计数的类型除了基本定时器TIM6和TIM7，都支持向上、向下、向上/向下3种计数模式。

 

计数器的3种计数模式：

向上计数模式：从0开始，计到arr预设值，产生溢出事件，返回重新计时；

向下计数模式：从arr预设值开始，计到0，产生溢出事件，返回重新计时；

中央对齐模式：从0开始向上计数，计到arr产生溢出事件，然后向下计数，计数到1以后，又产生溢出，然后再从0开始向上计数（这种计数方式也叫向上/向下计数）。

 

基本定时器（TIM6和TIM7）主要功能：

只有最基本的定时功能。基本定时器TIM6和TIM7各包含一个16位自动装载计数器，由各自的可编程预分频器驱动。

 

通用定时器（TIM2 - TIM5）主要功能：

除了基本的定时器的功能外，还可以测量输入信号的脉冲长度( 输入捕获) 或者产生输出波形( 输出比较和PWM)。

 

高级定时器（TIM1和TIM8）主要功能：

高级定时器不但具有基本、通用定时器的所有的功能，还具有控制交直流电动机的所有功能。比如它可以输出6路互补带死区的信号，刹车功能等等。

 

通用定时器的时钟来源：

a. 内部时钟(CK_INT)

b. 外部时钟模式1：外部输入脚(TIx)

c. 外部时钟模式2：外部触发输入(ETR)

d. 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

 

自动装载寄存器arr值得计算：

Tout = ((arr + 1)*(psc + 1))/Tclk；

Tclk：TIMx的输入时钟频率（单位：MHz）

Tout：TIMx的溢出时间（单位：us）

eg: 计时1秒，输入时钟频率为72MHz，psc预分频的值为35999，那么，((arr + 1)*(psc + 1))/72M = ((arr + 1)*(35999 + 1))/72M = 1s，就可以求解出自动预装载寄存器arr = 1999。

 

定时器每次计数到预设值后，会产生一次中断更新事件，进入中断服务函数。因此，每个定时器有一个或者多个对应的中断处理函数的入口。

 

对于STM32F103C8T6，需要注意的是，这款芯片没有基本定时器TIM6和TIM7。它的中断服务函数名如下：

 

不知小伙伴们还记不记得上一篇的精准延时？没错啦，精准延时那里就用到了系统滴答定时器。

ARM Cortex-M3内核中有一个Systick定时器，它是一个24位（0~(2^24-1)）的倒计数定时器，这个脉冲计数值保存在当前计数值寄存器STK_VAL（Systick current value register）中，当计数到0时，它就会从Load寄存器中自动重装定时初值，只要不把CTRL寄存器中的ENABLE清0，它就永不停。

Systick定时器只能向下计数，每接收到一个时钟脉冲，STK_VAL的值就会向下减1，当减到0时，硬件会自动把重装载寄存器STK_LOAD（Systick reload value register）中保存的数据加载到STK_VAL，重新开始向下计数。如果STK_VAL的值被减至0时，会触发异常产生中断。所以，小伙伴们不要因为好玩，在程序里写一句 delay_ms(0) 或 delay_us(0)。这样会触发异常产生中断，到时你就找不着北啦~

既然提到了精准延时，那这次小R给小伙伴们分享更加准确的LED灯闪烁时间，我们使用通用定时器中断来实现LED灯闪烁：

 

1. 新建两个文件，tim.c 和 tim.h

 

2. 在头文件 tim.h 添加下面代码：

 

3. 把 tim.c 添加到工程中

 

4. 在 tim.c 中添加以下代码：

#include “tim.h”

void TIMx_Init(u16 arr,u16 psc)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;         //声明TIMx定时器结构体
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;                   //声明中断优先级结构体
    
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);        //配置中断优先级分组
    
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);    //使能APB1总线上的TIMx时钟
    
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;                       //设置在下一个更新事件活动的自动装载寄存器周期的值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc;                    //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;       //设置时钟分割：TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;   //TIM向上计数
    TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);                //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
    
    TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);                      //允许TIMx中断更新
    
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;               //配置外部中断通道
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;     //设置抢先优先级为0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;            //设置子优先级为3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;               //使能外部中断通道
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                               //初始化中断优先级
    
    TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);                                         //使能TIMx
}


void TIM3_IRQHandler(void)                                        //TIMx中断服务函数
{
    if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update) != RESET)              //检查TIMx更新中断
    {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);                //清除TIMx中断标志位
        GPIOC->ODR ^= 0X0001<<13;                                 //PC.13高低电平交替翻转
    }
}

定时器中断配置步骤：

1. NVIC优先级组配置

2. 使能定时器时钟

3. 初始化定时器

4. 设置定时器允许更新中断

5. 设置定时器中断优先级

6. 使能定时器

7. 编写中断服务函数

 

5. 实现定时器更新中断LED灯闪烁功能

 

需要注意的是：在中断函数中需要检验一下标志位，因为定时器的所有事件共用一个中断。但只使用更新中断不用检验也是没有问题滴。

 

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