STM32F4X 定时器中断

什么是定时器

定时器(Timer)最基本的功能就是定时，比如定时翻转LED灯，定时向串口发送数据等。除此之外，定时器还可以跟GPIO结合使用，利用定时器产生PWM波形，利用定时器捕捉电平信号等。本章先来讲解定时器的最基本的用法，定时功能。

STM32F4X 定时器分类

STM32F4X将定时器分成3类，分别是基本定时器，通用定时器和高级定时器，不同类型的定时器功能不同。下图是STM32F4X的定时器分类以及功能。本章会用基本定时器，也就是TIM6或者TIM7来进行讲解。

有关定时器的概念

预分频(PSC)

定时器想要工作，首先要用时钟，时钟的作用是给定时器一个时基，让定时器按照这个时基单元进行计数。在STM32F4中，定时器是的时钟源是APB时钟。比如APB的时钟是84MHz,那么定时器的时钟就是84MHz。而预分频的作用是对定时器的时钟源进一步细分，得到用户想要的时钟频率。比如用户觉得84MHz的时钟频率太高了，想得到一个42MHz的频率，就可以往定时器的预分频寄存器里面写1(注意:定时器的预分频寄存器会将预分频系数自动加1)，就会得到42MHz的频率。


要注意的时定时器的时钟源会根据硬件自动选择，具体如下图所示。
高级定时器timer1, timer8以及通用定时器timer9, timer10, timer11的时钟来源是APB2总线。
通用定时器timer2 ~ timer5，通用定时器timer12 ~ timer14以及基本定时器timer6,timer7的时钟来源是APB1总线。

自动重装载值(ARR)

上面的预分频寄存器设置了定时器的计数频率，那么用户要怎样才能得到想要的定时值呢，这就需要自动重装载值寄存器了。自动重装载寄存器的作用是设置定时器的溢出值，当定时器计数超过自动重装载值寄存器里面值的时候，就会产生一个溢出中断。下面举个例子说明一下。
比如现在需要一个500ms的定时器，APB时钟是84MHz，我们可以这样设置。
预分频系数设置为8399，即定时器的计数频率为84Mhz / 8400 = 10KHZ,定时器每隔10KHz计一次数，也就是0.1ms记一次数，想要得到500ms的定时时间，只需要往自动重装载值寄存器里面写4999即可，也就是0.1*5000 = 500ms。
定时器的计算公式如下：
Tout = (1 / (Tclk / (psc + 1))) * (arr + 1)
Tout:定时器溢出值
Tclk:定时器时钟频率
psc:定时器预分频值
arr:自动重装载值

STM32F4X定时器例程

定时器相关函数

/*
定时器初始化函数
TIMx:定时器索引
TIM_TimeBaseInitStruct:定时器初始化结构体
*/
void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct)

/*
定时器中断使能函数
TIMx:定时器索引
TIM_IT:定时器中断类型
NewState:定时使能
*/
void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState)


/*
定时器获取中断状态函数
TIMx:定时器索引
TIM_IT:定时器中断类型
返回值:定时器中断状态
*/
ITStatus TIM_GetITStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT)


/*
定时器清除中断状态函数
TIMx:定时器索引
TIM_IT:定时器中断类型
*/
void TIM_ClearITPendingBit(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT)

定时器例程

该例程是使用定时器7产生一个500ms的中断

#include "timer.h"

void bsp_timer_init(void)
{
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	RCC_ClocksTypeDef RCC_Clocks;
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM7,ENABLE); // 使能定时器7时钟
	
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; 
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 向上计数模式
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 4999; // 重装值为5000 500ms中断一次
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 8399; // 预分配值为8400 即84000000/8400 = 10KHZ 0.1ms计一次书
	TIM_TimeBaseInit(TIM7,&TIM_TimeBaseInitStruct); // 初始化定时器7
	
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM7_IRQn;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority  = 2;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);  // 配置定时器7 NVIC中断
	
	TIM_ITConfig(TIM7,TIM_IT_Update,ENABLE); // 使能更新中断
	TIM_Cmd(TIM7,ENABLE); // 使能定时器7
	
	
}


void TIM7_IRQHandler(void)
{
	if(TIM_GetFlagStatus(TIM7,TIM_IT_Update) == SET) // 判断是否为定时器7更新中断
	{
		printf("%s\r\n",__func__);
		TIM_ClearITPendingBit(TIM7,TIM_IT_Update);	// 清除定时器7更新中断
	}
	
}

打开Xcom串口助手，勾选时间戳功能，可以看到串口每隔500ms就进入中断并打印信息。