【STM32探索】——通用定时器基本原理及定时器中断实验

一、定时器数量

  • STM32F10X系列总共最多有8个定时器

二、三种STM32定时器的区别
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三、通用定时器功能特点描述

STM32 的每个通用定时器都是完全独立的,没有互相共享的任何资源。STM3F1 的通用 TIMx (TIM2、TIM3、TIM4 和 TIM5)定时器功能包括:

1)16 位向上、向下、向上/向下自动装载计数器(TIMx_CNT)。

2)16 位可编程(可以实时修改)预分频器(TIMx_PSC),计数器时钟频率的分频系数为 1~65535 之间的任意数值。

3)4 个独立通道(TIMx_CH1~4),这些通道可以用来作为:

  • A.输入捕获
  • B.输出比较
  • C.PWM 生成(边缘或中间对齐模式)
  • D.单脉冲模式输出

4)可使用外部信号(TIMx_ETR)控制定时器和定时器互连(可以用 1 个定时器控制另外一个定时器)的同步电路。

5)如下事件发生时产生中断/DMA:

  • A.更新:计数器向上溢出/向下溢出,计数器初始化(通过软件或者内部/外部触发)
  • B.触发事件(计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数)
  • C.输入捕获
  • D.输出比较
  • E.支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路
  • F.触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理

鉴于上述功能,我们通常利用STM32的定时器实现如下功能:定时器中断、PWM输出以及输入捕获等。

四、计数器模式

通用定时器可以有向上计数、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-1,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。

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五、通用定时器工作过程
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六、定时器中断相关寄存器

1)计数器当前值寄存器CNT
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2)预分频寄存器TIMX_PSC
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3)自动重装载寄存器(TIMX_ARR)
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4)控制寄存器1(TIMx_CR1)
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5)DMA中断使能寄存器(TIMX_DIER)
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七、程序示例

#include "timer.h"
#include "led.h"
//通用定时器 3 中断初始化
//这里时钟选择为 APB1 的 2 倍,而 APB1 为 36M
//arr:自动重装值。
//psc:时钟预分频数
//这里使用的是定时器 3!
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //①时钟 TIM3 使能
 
//定时器 TIM3 初始化
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置自动重装载寄存器周期的值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置时钟频率除数的预分频值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM 向上计数
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //②初始化 TIM3
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //③允许更新中断
//中断优先级 NVIC 设置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3 中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级 0 级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //从优先级 3 级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ 通道被使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //④初始化 NVIC 寄存器
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //⑤使能 TIM3 }
//定时器 3 中断服务程序⑥
void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3 中断
{
if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查 TIM3 更新中断发生与否
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); //清除 TIM3 更新中断标志
LED1=!LED1;
} 
}

八、核心计算公式

Tout= ((arr+1)*(psc+1))/Tclk;

其中:
Tclk:TIM3 的输入时钟频率(单位为 Mhz)。
Tout:TIM3 溢出时间(单位为 us)。
timer.h 文件的代码非常简单,一些函数申明,这里就不讲解。

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