STM32F4 定时器(基本定时器)操作寄存器版

 

定时器本质
定时器的本质：计数器
定时器的构成：时钟源+计数器+重载值
1、stm32的定时器
   stm32定时器数量较多、功能比较强；不同的定时器功能有不同。
   stm32的定时器进行类型划分。分为三类：①基本定时器；②通用定时器；③高级定时器
   基本定时器：用于定时器，还可以用于触发DAC(数模转换器)、ADC(模数转换器)工作。
   通用定时器：具备基本定时器所有的功能；捕获输入、比较输出、捕获PWM波、生成PWM波、支持霍尔元件
   高级定时器：具备通用定时器所有的功能：支持死区、刹车功能。

STM32F407的基本定时器有TIM6、TIM7.
STM32F407的通用定时器有TIM2~TIM5，TIM9~TIM14.
STM32F407的高级定时器有TIM1、TIM8.
    
基本定时器定时功能。
2、基本定时器定时功能介绍。
   基本定时器 TIM6 和 TIM7 包含一个 16 位自动重载计数器，该计数器由可编程预分频器驱动。
   此类定时器不仅可用作通用定时器以生成时基(可以作为通用定时器的时钟源)， 还可以专门用于驱动数模转换器 (DAC)。实
   际上，此类定时器内部连接到 DAC 并能够通过其触发输出驱动 DAC。
   这些定时器彼此完全独立，不共享任何资源(每个定时器都可以单独工作，不需要其他定时器的资源)。

3、基本定时器的特征
   基本定时器（TIM6 和 TIM7）的特性：
   ● 16 位自动重载递增计数器
   ● 16 位可编程预分频器，用于对计数器时钟频率进行分频（即运行时修改），分频系数介于 1 和 65536 之间
   ● 用于触发 DAC 的同步电路
   ● 发生如下更新事件时会生成中断/DMA 请求：计数器上溢(计数器上溢会产生更新事件，更新事件能够产生中断/DMA请求)。

例：
  假设 168MHz  10000分频
    
  本身在168MHz的情况下1秒钟，只需要记168M个数。
  如果是10000分频，那么就要记：168MHz/10000 = 16800个数  

公式套用：

计数时钟 = 时钟源 / PSC + 1
时钟周期 = 1/计数时钟  
时钟周期 * arr = 得出多少时间才溢出，触发中断

4、基本定时器框架
   工作原理在框图上有体现：

 

什么时候用自动重载值寄存器带缓冲功能？   什么时候用自动重载值寄存器不带缓冲功能？
   不带缓冲功能：定时器只需要固定一个时间的定时，这个项目中不需要改变这个定时器的定时。
 例如：这个定时器1s中点亮LED灯，1s中熄灭LED灯
   带缓冲功能：定时一个时间后要换时间。  例如：这个定时器500ms中点亮LED灯，100ms中熄灭LED灯
   UG位：可以让计数器清0，自动重载值写入到影子寄存器，清除分频器的值，不会改变分频比。

   配置流程：
   1、选择一个定时时长；确定预分频与重载值。 
   2、确定是否使用缓存功能(UG位操作)
   3、使能定时器
   4、等待时间到

   计算预分频去与自动重载值如何设定？TIM6/7定时器5s钟。

5、基本定时器的相关寄存器

   5.1 TIM6 和 TIM7 控制寄存器 1 (TIMx_CR1)

    

位 7 ARPE：自动重载预装载使能 (Auto-reload preload enable)
        0： TIMx_ARR 寄存器不进行缓冲。
        1： TIMx_ARR 寄存器进行缓冲。
位 3 OPM：单脉冲模式 (One-pulse mode)
        0：计数器在发生更新事件时不会停止计数（循环功能）
        1：计数器在发生下一更新事件时停止计数（将 CEN 位清零）（单次功能）。
位 2 URS：更新请求源 (Update request source)
        此位由软件置 1 和清零，用以选择 UEV 事件源。
        0：使能时(UEV使能)，所有以下事件都会生成更新中断或 DMA 请求。此类事件包括：
              — 计数器上溢/下溢
              — 将 UG 位置 1
              — 通过从模式控制器生成的更新事件
        1：使能时(UEV使能)，只有计数器上溢/下溢会生成更新中断或 DMA 请求。
位 1 UDIS：更新禁止 (Update disable)
        此位由软件置 1 和清零，用以使能/禁止 UEV 事件生成。
        0：使能 UEV。更新 (UEV) 事件可通过以下事件之一生成： 
             — 计数器上溢/下溢
             — 将 UG 位置 1
             — 通过从模式控制器生成的更新事件然后更新影子寄存器的值。
        1：禁止 UEV。不会生成更新事件，各影子寄存器的值（ARR 和 PSC）保持不变。但如果将
          UG 位置 1，或者从从模式控制器接收到硬件复位，则会重新初始化计数器和预分频器。

位 0 CEN：计数器使能 (Counter enable)
        0：禁止计数器
        1：使能计数器
        注意： 只有事先通过软件将 CEN 位置 1，才可以使用门控模式。而触发模式可通过硬件自动将
        CEN 位置 1。
在单脉冲模式下，当发生更新事件时会自动将 CEN 位清零。
5.2  TIM6 和 TIM7 控制寄存器 2 (TIMx_CR2)

这个寄存器与基本定时器功能无关，只有需要使用到TRGO才去关心该位。

5.3TIM6 和 TIM7 DMA/中断使能寄存器 (TIMx_DIER)

位 8 UDE：更新 DMA 请求使能 (Update DMA request enable)
        0：禁止更新 DMA 请求。
        1：使能更新 DMA 请求。
位 0 UIE：更新中断使能 (Update interrupt enable) （模块级使能中断位）
        0：禁止更新中断。
        1：使能更新中断。
5.4  TIM6 和 TIM7 状态寄存器 (TIMx_SR)

位 0 UIF：更新中断标志 (Update interrupt flag)
        该位在发生更新事件时通过硬件置 1。但需要通过软件清零。
        0：未发生更新。
        1：更新中断挂起。该位在以下情况下更新寄存器时由硬件置 1：（定时时间到）
        — 上溢或下溢并且当 TIMx_CR1 寄存器中 UDIS = 0 时。
        — 当由于 TIMx_CR1 寄存器中 URS = 0 且 UDIS = 0 而通过软件使用 TIMx_EGR 寄存器中

的 UG 位重新初始化 CNT 时。
5.5  TIM6 和 TIM7 事件生成寄存器 (TIMx_EGR)

位 0 UG：更新生成 (Update generation)
        该位可通过软件置 1，并由硬件自动清零。
        0：不执行任何操作。
        1：重新初始化定时器计数器并生成寄存器更新事件。请注意，预分频器计数器也将清零（但预分频比不受影响）。
5.6  TIM6 和 TIM7 计数器 (TIMx_CNT)

位 15:0 CNT[15:0]：计数器值 (Counter value)

5.7  TIM6 和 TIM7 预分频器 (TIMx_PSC)

位 15:0 PSC[15:0]：预分频器值 (Prescaler value)
        计数器时钟频率 CK_CNT 等于 fCK_PSC / (PSC[15:0] + 1)。注意： 该位会自动加1，在设置的时候要减1。

        例如：8400分频  只需写入8399即可。
        PSC 包含在每次发生更新事件时要装载到实际预分频器寄存器的值。
5.8  TIM6 和 TIM7 自动重载寄存器 (TIMx_ARR)

位 15:0 ARR[15:0]：自动重载值 (Auto-reload value)
      ARR 为要装载到实际自动重载寄存器的值。注意：自动重载值写入10000；真实写入的值只能是9999。原因看下图便知。
     有关 ARR 更新和行为的详细信息，请参见第 17.3.1 节：第 484 页的时基单元。
     当自动重载值为空时，计数器不工作。

配置流程：

案例：实现1s LED亮，1s LED灭

6、使用定时器6

1、初始化

      开启时钟、清空计数器的值、设置预分频、设置重载值、设置无缓冲功能、采用循环模式、控制寄存器1、开启中断使能(模块级中断使能、核心级中断使能)、开启计数器使能。

2、编写中断服务函数

     清标志位、灯亮与灯灭。

---

程序：

timer6.h

#ifndef __TIMER6_H__
#define __TIMER6_H__

#include 

void timer6_init(u16 arr, u16 psc);


#endif

timer6.c

#include "timer6.h"
#include "led.h"

/*
函数功能：基本定时器初始化
返回值：无
形参：arr：重装载值 psc：预分频值
*/
void timer6_init(u16 arr, u16 psc) 
{
    //开启基本定时器6（TIM6）的时钟
    RCC->APB1ENR |= 1<<4;

    /*清空计数器的值*/
    TIM6->CNT = 0;
    
    TIM6->PSC = psc;  //预分频值 （8400）
    TIM6->ARR = arr;  //重装载值 （1s钟定时）
    
    TIM6->CR1 = 0;      //将控制寄存器1清空
    
    TIM6->CR1 |= 1<<2;    //设置事件更新请求源
    
    /*设置无缓冲功能*/
    TIM6->CR1 &= ~(1<<7);    
    
    /*设置循环模式*/
    TIM6->CR1 &= ~(1<<3);
    
    /*允许更新中断使能*/
    TIM6->DIER |= 1<<0;
    
    /*使能基本定时器中断*/
    NVIC_EnableIRQ(TIM6_DAC_IRQn);
    
    /*开启计数器使能*/
    TIM6->CR1 |= 1<<0;
}

/*
函数功能：基本定时器终端服务函数
返回值：无
形参：无
*/
void TIM6_DAC_IRQHandler(void)
{
    if(TIM6->SR & (1<<0))      //溢出中断
    {
        TIM6->SR &= ~(1<<0);  //清除中断标志位
        //执行相应操作
        LED2 = !LED2;
    }
}

main.c

#include "led.h"
#include "tim6.h"

int main(void)
{
		
	led_init();
	timer6_init(5000-1, 8400-1);	//重装载值:5000-1, 分频8400-1
}