STM32定时器定时及其应用

定时器概述

• 1. 工作原理
  使用精准的时基，通过硬件的方式，实现定时功能。定时器核心就是计数器
  

• 2. 定时器分类
  　　基本定时器（TIM6~TIM7）
  　　通用定时器（TIM2~TIM5）
  　　高级定时器（TIM1和TIM8）

  定时器类型	主要功能
  基本定时器	没有输入输出通道，常用作时基，即定时功能
  通用定时器	具有多路独立通道，可用于输入捕获/输出比较，也可用作时基
  高级定时器	除具备通用定时器所有功能外，还具备带死区控制的互补信号输出刹车输入等功能

• 3. STM32F103C8T6资源
  

• 4. 通用定时器介绍

  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

• 5. 定时器计数模式

  计数模式	计数器溢出值	计数器重装值
  向上计数	CNT = ARR	CNT = 0
  向下计数	CNT = 0	CNT = ARR
  中心对齐计数	CNT = ARR - 1	CNT = ARR
  	CNT = 1	CNT = 0

• 6. 定时器时钟源

  1. 时钟源：定时器时钟TIMxCLK，即内部时钟CK_INT，经APB预分频后分频提供
  2. 计数器时钟：定时器时钟经过PSC预分频器之后，即CK_CNT，用来驱动计数器计数。
  3. 计数器CNT：是一个16位/32的计数器
  4. 自动重装载寄存器：这里面装着的计数器能计数的最大数值。当计数到这个值的时候，如果使能了中断的话，定时器就产生溢出中断。
  5. 计数中断时间：1/(TIMxCLK/(PSC+1))*(ARR+1))
     

• 7. 定时器溢出时间公式☆
  
  例如，要定时500ms，则：PSC=7199，ARR=4999，Tclk=72M

☆定时器相关配置

• 使能时钟配置
• 定时器参数配置
• NVIC中断配置
• 中断服务函数

CubeMX工程配置及程序实现

• 时钟配置

  1. 采用外部高速晶振
     
  2. 时钟树配置
     

• 定时器配置

  1. 开启定时器
     

  2. 参数设置
     

  3. 使能中断NVIC
     

• 程序设计

  //初始化TIM2用于计时
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);	
  
  //定时器中断服务程序
  void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
  {
  		if( htim->Instance == TIM2)
  		{
  				HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_Port,LED2_Pin);
  		}
  }
  

固件库程序设计及实现

• 使能时钟配置

  	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);	//初始化定时器时钟
  

• 定时器结构体配置

  	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;	//定时器结构体定义
  	
  	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;	//不分频
  	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =  psc;				//设置预分频系数
  	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;					//设置自动重装载值
  	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	//向上计数
  	TIM_TimeBaseInit( TIM2, &TIM_TimeBaseStructure );		//初始化结构体
  	TIM_ITConfig( TIM2, TIM_IT_Update,  ENABLE);			//使能中断 允许更新中断源
  	TIM_Cmd( TIM2, ENABLE);									//使能定时器2
  

• NVIC中断配置

  	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;	//NVIC结构体定义
  	
  	//NVIC初始化
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;		//中断通道 TIM2
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd =  ENABLE;	//使能通道
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;	//抢占优先级
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;			//子优先级
  	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);						//初始化NVIC结构体
  

• 定时器2初始化函数设计

  	void TIM2_Init(u16 psc, u16 arr)		//500ms
  	{
  		 
  		TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
  		NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  		
  		RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);	//初始化定时器时钟
  		//定时器初始化	
  		TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;	//不分频
  		TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =  psc;
  		TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;
  		TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  		TIM_TimeBaseInit( TIM2, &TIM_TimeBaseStructure );				//初始化结构体
  		TIM_ITConfig( TIM2, TIM_IT_Update,  ENABLE);					//使能中断 允许更新中断源
  		
  		//NVIC初始化
  		NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
  		NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd =  ENABLE;
  		NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
  		NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  		NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  		
  		TIM_Cmd( TIM2, ENABLE);																//使能定时器2
  	}
  

• 中断服务函数

  //TIM2 中断服务函数
  void TIM2_IRQHandler(void)
  {
  	if( TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET )	 //中断标志位判断，确认进入中断
  	{
  		LED1 = !LED1;
  		TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_IT_Update);		//清除中断标志位
  	}
  }