定时器中断实验

实验具体内容

• 通用定时器由预分频器（PSC）和16位的自动装载寄存器（CNT）构成
• 利用内部时钟产生时钟，然后进行预分频，自动装载寄存器以及计数器的配置。计数器向上计数，从0计数到100，到100后产生一个中断，中断服务函数控制LED灯的翻转。
• 通过定时器中断配置，每500ms（溢出时间）中断一次，然后中断服务函数中控制LED实现LED1状态取反（闪烁）。

Tout（溢出时间）=（ARR+1)(PSC+1)/Tclk
Tclk:时钟频率（因为用的系统时钟所以频率为72M）
Tclk/(PSC+1)：定时器一个周期的时间长度（PSC设置为7199，这样定时器时钟即10K，一个时钟周期即为0.1MS）
ARR+1：自动装载值大小（ARR为4999）

时钟选择：

时钟计算方法

除非APB1的分频系数是1，否则通用定时器的时钟等于APB1时钟的2倍。

默认调用SystemInit函数情况下：
SYSCLK=72M
AHB时钟=72M
APB1时钟=36M
所以APB1的分频系数=AHB/APB1时钟=2
所以，通用定时器时钟CK_INT=2*36M=72M
(这里CK_PSC即为CK_INT)
PSC的预分频系数N是CK_PSC寄存器的值加1的所得
最后分频得到CK_CNT即为定时器最后的时钟

计数器模式举例

向上计数模式（时钟分频因子=1：即CK_PSC=CK_CNT）

首先使能定时器CNT_EN
使能之后计数器开始计数，假设自动装载值为36，计数到36后会产生一个溢出，然后会有一个更新事件，产生一个更新中断标志，这时如果使能了中断就可以执行中断服务函数，定时器继续从0开始计数。

重要寄存器

• 计数器当前值寄存器CNT

  
  

• 预分频寄存器TIMx_PSC

  
  

• 自动重装载寄存器（TIMx_ARR)

  
  

• 控制寄存器1（TIMx_CR1）

  
  

• DMA中断使能寄存器（TIMx_DIER）

  
  

常用库函数

• 定时器参数初始化：

void TIM _TimeBaseInit(TIM_TypeDef*TIMx,TIM_TimeBaseInitTypeDef*TIM_TimeBaseInitStruct);
typedef struct
{
  uint16_t TIM_Prescaler;        //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;  
  uint8_t TIM_RepetitionCounter;
} TIM_TimeBaseInitTypeDef; 

• 定时器使能函数：(操作CR1寄存器的位0来使能定时器)

void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)

• 定时器中断使能函数（操作DIER寄存器位0使能更新中断）：

void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState);

• 状态标志位获取和清除：

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);

定时器中断实现的步骤

• 使能定时器时钟。
  RCC_APB1PeriphClockCmd();
• 初始化定时器，配置ARR,PSC。
  TIM_TimeBaseInit();
• 开启定时器中断，配置NVIC。
  void TIM_ITConfig();
  NVIC_Init();//在主函数中设置中断优先级分组
• 使能定时器。
  TIM_Cmd();
• 编写中断服务函数。
  TIMx_IRQHandler();

实验代码

• timer.h

#ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_H
#include "sys.h"
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc); 
#endif

• timer.c

#include "timer.h"
#include "led.h"
//通用定时器中断初始化
//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
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值    计数到5000为500ms
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  10Khz的计数频率  
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
 
    TIM_ITConfig(  //使能指定的TIM中断
        TIM3, //TIM3
        TIM_IT_Update ,//更新中断
        ENABLE  //使能
        );
    //设置中断优先级
    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);  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器

    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIM3外设
                             
}
//中断服务函数
void TIM3_IRQHandler(void)   //TIM3中断
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) == SET) //检查指定的TIM中断发生与否:TIM 中断源 ，=1
        {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx的中断待处理位:TIM 中断源 
        LED1=!LED1;
        }
}

• main.c

#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "timer.h"

 int main(void)
 {  
    delay_init();            //延时函数初始化
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2
    LED_Init();         //初始化与LED连接的硬件接口
    TIM3_Int_Init(4999,7199);//10Khz的计数频率，计数到5000为500ms  
    while(1)
    {
        LED0=!LED0;
        delay_ms(200);         
    }
}