STM32F103（六）——定时器中断

参考资料：
《开发指南》P206，定时器中断实验
《参考手册》P253，通用定时器

1. 定时器基本原理

STM32F103ZE（精英版、战舰版）有8个16位的定时器，其中有4个通用定时器，2个高级定时器，2个基本定时器。

1.1 三种定时器的区别

具体区别如下图：

在实际编程中通常使用“通用定时器”。

1.2 通用定时器的主要特点

STM32F103的通用定时器是TIM2、TIM3、TIM4、TIM5.
▶位于低速APB1总线上（时钟可以来源于APB1的时钟）
▶16位向上、向下、中心对齐 的计数模式，自动装载计数器（TIMx_CNT）。
▶16位可实时修改的预分频器（TIMx_PSC），计数器时钟频率的分频系数位1~65535之间的任意数值。（分频之后计数器的时钟频率变小，因此可以计数更长的周期）
▶每一个定时器都有4个独立通道（TIMx_CH1~4），这些道路可以用来作为：
①输入捕获
②输出比较
③PWM生成
④单脉冲模式输出

1.3 通用定时器的3种计数器模式

通用定时器可以向上计数、向下计数、向上向下双向计数模式。
①向上计数模式：
计数器从0计数到自动加载值（TIMx_ARR），然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件。

②向下计数模式：
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。

③中央对齐模式（向上/向下计数）：
计数器从0开始计数到自动装入的值，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。

1.4 通用定时器工作过程

▶图中红圈内是对定时器的时钟选择配置；
▶蓝色圈内是定时器作为计时器、定时的相关配置；
▶左下绿色区域是用来“输入捕获”，也就是测量脉冲的宽度；
▶右下黄色区域是输出比较寄存器，例如，比某个设定的值大时输出为1，比它小时输出为0，可用作PWM

1.5 定时器的内部时钟配置

定时器的时钟可来自内部时钟（CK_INT）

定时器时钟由内部时钟的来由过程：


✦首先由AHB的时钟经过APB1时钟的预分频系数产生ABP1的时钟，如果ABP1的预分频为1，那么定时器的时钟（CK_INT）为ABP1的时钟乘以1；如果ABP1的预分频不为1，则为ABP1乘以2。

✦又由于定时器的时钟选择来源于内部时钟，因此CK_PSC等于CK_INT；之后CK_PSC再除以PSC寄存器的值N（预分频系数）则得到计数器的时钟CK_CNT。

例如在默认情况下SYSCLK=72M；AHB时钟=72M；APB1时钟=36M；所以APB1的分频系数为2；因此通用定时器的时CK_INT=2*36M=72M，也就是说CK_PSC=72M，之后再除以PSC寄存器的值，就得到CK_CNT的频率。
实际上走的是这一条路线：

2. 定时器中断实验

实现用定时器控制led在500ms闪烁一次

2.1 常见库函数

▶定时器参数初始化：
void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);
第二个参数的结构体定义如下：

typedef struct
{
     
  uint16_t TIM_Prescaler;       初始化预分频系数
  uint16_t TIM_CounterMode;      计数模式
  uint16_t TIM_Period;          自动装载值
  uint16_t TIM_ClockDivision;     在输入捕获模式才用
  uint8_t TIM_RepetitionCounter;    在高级定时器才使用
} TIM_TimeBaseInitTypeDef;

▶定时器使能函数：
void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);
第一个参数是哪个定时器；第二个参数是ENABLE/DISABLE

▶定时器中断使能函数：
void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState);
第一个参数是哪个定时器；第二个参数是中断源；第三个参数是ENABLE/DISABLE

▶状态标志位获取和清楚函数：
FlagStatus TIM_GetFlagStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_FLAG);
void TIM_ClearFlag(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_FLAG);
ITStatus TIM_GetITStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT);
void TIM_ClearITPendingBit(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT);

2.2 定时器中断具体实现步骤

1. 使能定时器时钟
   RCC_APB1PeriphClockCmd();

实例中为：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);

2. 初始化定时器，配置ARR（自动装载值），PSC （预分频系数）
   TIM_TimeBaseInt();

实例中为：

	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; 向上计数模式 
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=arr;   自动装载值
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=psc;   预分频系数
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStruct); 

3. 开启定时器中断，配置NVIC（配置中断分组，中断优先级）
   void TIM_ITConfig();
NVIC_Init();

实例中：

	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;

	TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);     使能定时器中断3
	
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn;    选择初始化定时器中断3
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=	ENABLE;    使能
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;   抢占优先级
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;     响应优先级
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);              

4. 使能定时器
   TIM_Cmd();

实例中：

TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);

5. 编写handler函数
   TIMx_IRQHandler();

实例中：

void TIM3_IRQHandler()
{
     
	if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)==SET)
	{
     
		LED1=!LED1;
		TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);
	}	
}