STM32--基本定时器&&通用定时器

1.定时器概述

定时器分为基本定时器，通用定时器，高级定时器。

例如：STM32F10x系列包含4个通用定时器（TIM2～TIM5但是STM32F103Rx系列只有3个通用定时器（TIM2～TIM4））。这些通用定时器是完全独立的，不共享任何资源。每个定时器都包含一个16位的计数器（计算范围：0～65535），并且这些定时器都可以通过预分配器来对输入的时钟源进行分频（分频就是降低计数频率），来满足更长的的计时要求。通用定时器除了基本的定时功能以外，还具有输入捕获（测量输入信号脉冲长度）、输出比较（产生输出波形）等功能。

2.特征对比

	基本定时器	通用定时器
计数器	16位自动重装在递增计数器	16位自动重装载递增、递减或先增后减计数器
预分频器	输入的时钟源进行分频
自动重装载计数器	放计数器计数周期的最大值（决定了计数器在一个工作周期内的计数次数
上三者组成定时器时基单元
时钟源	内部时钟源CK_INT	内部时钟源CK_INT 内部触发输入（定时器级联） 外部时钟模式1（来自TIx的边缘检测信号，用于霍尔电机测速） 外部时钟模式2（来源外部触发输入ETR）
功能	定时延时 触发DAC驱动电路，为DAC提供驱动时钟 产生中断或DMA请求	定时、延时 输入捕获、输出比较、PWM、单脉冲输出（只输出一个周期） 产生中断或DMA请求 支持霍尔传感器电路进行电机转速检测等应用。
通道	单通道	四个通道
产生中断或DMA请求条件	更新事件	更新事件、触发事件、输入捕获以及输出比较

 

 

3.框图对比与解释

1）基本定时器

向自动重装在计数器写入计数周期（即计数器最大值），向预分频计数器写入分频系数（多久记一次数）。计数器从0开始计数（假设向上计数），当计数达到我们写入的最大值时候，会产生一个更新事件   和      中断或者DMA请求。

为什么要产生更新事件？对于编程人员来说,我们能访问上层寄存器，这个上层寄存器对于CPU来说是访问不到的，CPU能访问的是影子寄存器。因此我们要将上层寄存器和影子寄存器进行关联。更新事件的作用就是:将自动重装载计数器和预分频计数器的值写入影子寄存器，以达到CPU可以访问的目的。当然每次产生更新事件都要更新一下影子寄存器。

2）通用定时器

都在图里

 

4.通用定时器时钟源

1. 内部时钟（CK_INT）：定时器的输入时钟源来源于芯片内部系统总线时钟，频率为72M。
2. 外部时钟模式1：定时器的输入时钟源来源于外部输入管脚（TIx）上的边缘输入信号（x：TI1FP1、TI2FP2）。霍尔传感电路检测电机转速
3. 外部时钟模式2：定时器的输入时钟源来源于外部触发输入（ETR）上的定时器外部触发管脚（TIMx_ETR）上的外部输入信号。
4. 内部触发输入（ITRx）：定时器的输入时钟源来源于一个定时器的内部输出（TRGO）到ITRx的输入时钟信号（x：ITR0～3）。 定时器级联

5.通用定时器输出比较

输出比较工作流程：先输出比较寄存器CCRx写入数值（类似重装载值），CNT开始计数，通过CNT数值与CCRx值比较==>输出有效电平、无效电平、电平反转等。当CNT的值大于CCRx，会产生对应的中断和标志位。

1）强制输出

通用定时器的输出直接由软件将输出比较信号（OxRef和OCx）强制设置为有效电平、无效电平或者输出不变。无需考虑捕获/比较寄存器（CCRx）和计数器（CNT）之间的任何比较结果

2）比较输出

比较输出模式的输出结果和捕获/比较寄存器（CCRx）和计数器（CNT）之间比较结果相关，当这两个值相等的时候，输出结果为有效电平、无效电平或者电平翻转。如果计数器（CNT）的值大于或等于捕获/比较寄存器（CCRx）中的值时，会产生对应的标志或者中断。而输出比较模式在四个通道可以产生的频率不同.CCRx决定初相位

3）PWM输出

PWM输出模式是输出比较的一个特例，输出结果和捕获/比较寄存器（CCRx）和计数器（CNT）之间的比较值影响，输出结果为有效电平、无效电平。pwm模式在对应定时器上的四个通道产生的频率是同步的

6.通用定时器配置流程

1. 时钟使能
2. 配置GPIO口
3. 配置定时器公共计数器模块：定时器时钟源（内部、外部、触发）、计数方式（加、减、先加后减）、计数频率（预分频）、是否循环、计数周期（重装载值）等。
4. 配置定时PWM比较输出模式： PWM模式、具体有效电平、通道工作模式、占空比等。
5. 使能定时器输出以及使能定时器模块。

7.代码

舵机的控制一般需要一个20Ms左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5Ms~2.5Ms范围内的角度控制脉冲部分，总间隔为2Ms。

以180°舵机为例，对应的控制关系如下：

0.5Ms————0°              1.0Ms————45°               1.5Ms————90°            2.0Ms————135°        2.5Ms————180°

360°舵机与其他普通舵机不同，它实际相当于无极变速的减速电机，可以控制速度和方向，但是没有0-360°角度控制的功能。控制方向和一般舵机的控制信号相同：

0.5Ms————正向最大转速               1.5Ms————速度为0                2.5Ms————反向最大转速

//PB0 -- pwm--TIM3_CH3---20ms时基---72000-1分频---arr:20000-1 == 20ms
//不分频：定时1s需要计数器加72*10^9
//72000-1分频:  定时1s需要计数器加1*10^6   减一：计数器时钟频率 = f_ckpsc / (psc[15:0]+1)
//20ms就是计数器计数：20000-1              减一：如果想计数100次则写99，因为99加一次就是0刚好100
//	PWM_Init1(20000-1,72);
void PWM_Init1(u16 arr,u16 psc)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	TIM_OCInitTypeDef   TIM_OCInitStructure;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO口，相当于GPIOB_Pin_初始化
	
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
	//置定时器时钟(CK_INT)频率与数字滤波器(ETR，TIx)使用的采样频率之间的分频比例的（与输入捕获相关），0表示滤波器的频率和定时器的频率是一样的。
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc * 1000 - 1;
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;   
	//TIM_RepetitionCounter  是再次重装载值，正常情况下当计数溢出后清零进入中断，该寄存器配置1后，就是计数器溢出两次才进入中断
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);//初始化定时器
	
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//CNT < CCRX 输出有效电平
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 开启OC*输出到对应引脚
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;  // TIM3->CCR32 = TIM_OCInitStruct->TIM_Pulse = TIM_SetCompare3(TIM3,800); 此值决定电机转速
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//输出极性：有效电平是高电平

	/***********高级定时器********************/
//	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState =  TIM_OutputNState_Enable;          // 互补输出使能。开启OC*N输出到对应的引脚  	
//	TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;      //互补输出极性     高  
//  TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;       //在空闲状态下的TIM输出比较引脚的状态。仅供TIM1和TIM8有效     高  
//  TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;    //在空闲时互补输出 低 

	TIM_OC3Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);//TIM3通道3初始化
	TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,ENABLE);  //初始化预装载值。
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIM3定时器
}