stm32 定时器中断

目录

定时器分类

通用定时器框图

时钟源

内部时钟（CK_INT）

外部时钟模式 1（ TI1、 TI2）

时钟信号输入引脚

滤波器

        如果来自外部的时钟信号的频率过高或者混杂有高频干扰信号的话，我们就需要使用滤波器对信号重新采样，来达到降频或者去除高频干扰的目的，也可以设置不使用滤波器

边沿检测

触发输入选择器：触发选择

从模式选择

使能计数器

外部时钟模式 2（ ETR）

内部触发输入（ITRx）

控制器

时基单元

预分频器 PSC

自动重载寄存器 ARR

计数器 CNT

hal库代码

标准库代码

---

定时器分类

        STM32F1系列最多有8个常规定时器， 2个基本定时器（ TIM6、 TIM7）、 4个通用定时器（ TIM2、 TIM3、 TIM4、TIM5）、 2个高级定时器（ TIM1、 TIM8）

        STM32F103C8T6定时器资源：TIM1、TIM2、TIM3、TIM4

        

图1

图2

通用定时器框图

时钟源

内部时钟（CK_INT）

        STM32F1 系列的定时器 TIM2-7都是挂载在 APB1 总线上，时钟不是直接由 APB1 总线直接提供，而是先经过一个倍频器。当 APB1 的预分频器系数为 1 时，这个倍频器系数为 1，即定时器的时钟频率等于 APB1 总线时钟频率；当 APB1 的预分频器系数≥2 分频时，这个倍频 器系 数就 为 2， 即定 时器的 时钟 频率 等于 APB1 总 线时 钟频 率的 两倍，一般设置 APB1 总线时钟频率为 36M， APB1 总线的预分频器分频系数是 2，所以挂载在 APB1 总线的定时器时钟频率为 72Mhz。一般情况下都是使用内部时钟。当从模式控制寄存器 TIMx_SMCR 的 SMS 位等于 000 时，则使用内部时钟。

        高级定时器 TIM1 和 TIM8 是挂载在 APB2 总线上的，如果 APB2 预分频系数为 1，挂载在该总线的定时器时钟频率不变，否则频率是该总线时钟频率的 2 倍。一般设置 APB2 总线时钟频率为 72MHz， APB2 预分频器的预分频系数为1，所以 TIM1 和 TIM8 时钟源频率为 72MHz。

外部时钟模式 1（ TI1、 TI2）

        顾名思义时钟信号来自芯片外部。时钟源进入定时器的流程如下：外部时钟源信号→IO→TIMx_CH1（或者 TIMx_CH2），这里需要注意的是：从 IO到 TIMx_CH1（或者 TIMx_CH2），就需要配置 IO 的复用功能，才能使 IO 和定时器通道相连通。

时钟信号输入引脚

        当使用外部时钟模式 1 的时候，时钟信号来自于定时器的输入通道，总共有 4 个，分别为 TI1/2/3/4，即 TIMx_CH1/2/3/4。具体使用哪一路信号，由 TIM_CCMRx 的位 CCxS[1:0] 配置，其中 CCMR1控制 TI1/2， CCMR2 控制 TI3/4。外部时钟模式 1 下，时钟源信号只能从 CH1 或者 CH2 输入到定时器， CH3 和 CH4 都是不可以的。这以 CH2（通道 2）为例的，时钟源信号到达 CH2 后，那么这里这个时钟源信号用 TI2 表示

滤波器

        如果来自外部的时钟信号的频率过高或者混杂有高频干扰信号的话，我们就需要使用滤波器对信号重新采样，来达到降频或者去除高频干扰的目的，也可以设置不使用滤波器

边沿检测

        边沿检测的信号来自于滤波器的输出，在成为触发信号之前，需要进行边沿检测，决定是上升沿有效还是下降沿有效

触发输入选择器：触发选择

        图中框出了 TI1F_ED、 TI1FP1 和 TI2FP2 三个触发输入信号（TRGI）。 TI1F_ED 表示来自于 CH1，并且没有经过边沿检测器过滤的信号，所以它是 CH1 的双边沿信号，即上升沿或者下降沿都是有效的。 TI1FP1 表示来自 CH1 并经过边沿检测器后的信号，可以是上升沿或者下降沿。 TI2FP2 表示来自 CH2 并经过边沿检测器后的信号，可以是上升沿或者下降沿。这里以CH2 为例，那只能选择 TI2FP2。如果是 CH1 为例，那就可以选择 TI1F_ED 或者 TI1FP1

从模式选择

        选定了触发源信号后，最后需把信号连接到 TRGI 引脚，让触发信号成为外部时钟模式 1 的输入，最终等于 CK_PSC，然后驱动计数器 CNT 计数。由 ECE 位和 SMS[2:0]位来选择定时器的时钟源，外部时钟模式 1，所以 ECE 位置 0， SMS[2:0] = 111 即可。

使能计数器

        最后只需使能计数器开始计数，外部时钟模式 1 的配置就算完成。使能计数器由 TIMx_CR1 的位 CEN 配置

外部时钟模式 2（ ETR）

        在外部时钟模式 2 下，定时器时钟信号首先从 ETR 引脚进来，信号只有 1 个；接着经过外部触发极性选择器，由 ETP 位来设置上升沿有效还是下降沿有效；然后经过外部触发预分频器，由 ETPS[1:0]位来设置预分频系数，频率不能超过 TIMx_CLK（72M）的 1/4；紧接着经过滤波器器，由 ETF[3:0]位来设置滤波方式，也可以设置不使用滤波器；最后经过从模式选择器，由 ECE 位和 SMS[2:0]位来选择定时器的时钟源，体的配置 TIMx_SMCR 的位 ECE 为 1 即可选择外部时
钟模式 2；最后只需使能计数器开始计数，外部时钟模式 2 的配置就完成。使能计数器由 TIMx_CR1 的位 CEN 配置

内部触发输入（ITRx）

        内部触发输入是使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器。在硬件上高级控制定时器和通用定时器在内部连接在一起，可以实现定时器同步或级联。主模式的定时器可以对从模式定时器执行复位、启动、停止或提供时钟

假如TIM1 作为 TIM2 的预分频器：

        TIM1_CR2 寄存器的 MMS[2:0]位设置为 010，即 TIM1 的主模式选择为更新（选择更新
事件作为触发输出 （TRGO））；

        TIM2_SMCR 寄存器的 TS[2:0]位设置为 000，即使用 ITR1 作为内部触发，如下图

        外部时钟模式 1 的时候 TI1F_ED、TI1FP1 和 TI2FP2，以及外部时钟模式 2 的ETRF，它们都是属于外部的，其余的都是内部触发了。TS[2:0]位设置为 000，使用 ITR0 作为内部触发，这个 ITR0 什么意思？看下图

        当从模式定时器为 TIM2 时， ITR1 表示主模式定时器就是 TIM2，TIM1 和 TIM2 的 CEN 位都要置 1，即启动计数器

控制器

        控制器包括：从模式控制器、编码器接口和触发控制器（TRGO）。从模式控制器可以控制
计数器复位、启动、递增/递减、计数。编码器接口针对编码器计数。触发控制器用来提供触发信号给别的外设，比如为其它定时器提供时钟或者为 DAC/ADC 的触发转换提供信号。

时基单元

预分频器 PSC

        预分频器 PSC，有一个输入时钟 CK_PSC 和一个输出时钟 CK_CNT。输入时钟 CK_PSC 就是上面时钟源的输出，输出 CK_CNT 则用来驱动计数器 CNT 计数。通过设置预分频器 PSC 的值可以得到不同的 CK_CNT，PSC预分频的范围为0~65535

自动重载寄存器 ARR

        自动重载寄存器 ARR 用来存放与计数器 CNT 比较的值，可以向上计数、向下计数或向上/向上双向计数。当计数值达到设定值时，会产生溢出事件，可以发出中断或DMA请求，然后再由自动装载寄存器进行重新加载或更新。通过 TIMx_CR1 寄存器的 ARPE 位控制自动重载影子寄存器功能，如果 ARPE 位置 1，自动重载影子寄存器有效，只有在事件更新时才把 TIMx_ARR 值赋给影子寄存器。如果 ARPE 位为 0，则修改 TIMx_ARR 值马上有效

计数器 CNT

        高级控制定时器的计数器有三种计数模式，分别为递增计数模式、递减计数模式和递增/递减 (中心对齐) 计数模式，CNT计数器的范围为0~65535。

        纵轴表示计数器的计数值，横轴表示时间， ARR 表示自动重载寄存器的值，小红点就是更新事件发生的时间点。例如：递增计数模式下，当计数值等于 ARR 时，计数器的值被复位为 0，定时器溢出，并伴随着更新事件的发生，后面继续递增计数
        定时器的定时时间主要取决于预分频系数和定时周期，计算公式为：

 当前系统时钟频率为72MHz， APB1二分频为36MHz， TIMxCLK则为72MHz。预分频系数任意取一值，假设为PSC=10000-1，自动装载器值假设为ARR=7200-1，则此时定时器定时为：

 即，定时器每间隔1s，将产生一次溢出事件，产生中断

hal库代码

/*1毫秒后会触发中断，然后执行中断服务函数操作。*/
TIM_HandleTypeDef g_timer;

/*定时器中断初始化函数*/
void general_timer_init()
{
    TIM_ClockConfigTypeDef tim_config = {0};
    
    g_timer.Instance = TIM2;/*选择定时器*/
    /*72MHz经过72分频后,定时器时钟为1MHz，即定时器计数1次的时间，刚好为1us；*/
    g_timer.Init.Prescaler = 72-1;/*设置预分频系数*/
    g_timer.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;/*递增计数模式*/
    g_timer.Init.Period = 0;/*自动重载值ARR，任意，后面代码再修改*/
    g_timer.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; /*时钟分频*/
    g_timer.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE; /*不自动重载*/
    
    HAL_TIM_Base_Init(&g_timer);
    
    tim_config.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;/*用内部时钟作为定时器时钟源*/
    HAL_TIM_ConfigClockSource(&g_timer , &tim_config);
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&g_timer);/*使能定时器中断*/
    
}
/*定时器MSP初始化函数*/
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(htim->Instance == TIM2)
    {
        __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();/*使能时钟*/
        HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 1, 1);/*设置中断抢占和响应优先级*/
        HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);/*使能中断*/
    }
}

/*定时器实现的延时函数，延时时间为 t us , 最多能延时65535us*/
void timer_us_delay(uint16_t t)
{
    uint16_t counter = 0;
    __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&g_timer, t);/*直接设置ARR寄存器的值*/
    __HAL_TIM_SET_COUNTER(&g_timer, counter);/*直接设置CNT计数器的值，保证定时器从0开始计数；*/
    HAL_TIM_Base_Start(&g_timer);/*启动定时器*/
    while( counter != t)
    {
        counter = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&g_timer);/*获取定时器当前计数*/
    }/*直到定时器计数从 0 计数到 t 结束循环,刚好 t us*/
    HAL_TIM_Base_Stop(&g_timer);/*停止定时器*/
}

/*定时器实现的延时函数，延时时间为 t ms, 最多65ms多点*/
void timer_ms_delay(uint16_t t)
{
    int i = 0;
    for(; iInstance == TIM2)
    {
        
        /*中断触发*/
    }
    
}
#endif

标准库代码

void tim_init(void)
{
    /*开启时钟*/
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
    /*使用内部时钟*/
    TIM_InternalClockConfig(TIM2);
    /*初始化定时器*/

    /*计数器溢出频率= 72Mhz/(TIM_Prescaler+1)/(TIM_Period+1),这里定1秒 */

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;/*设置时钟分频因子为1，即没有分频*/
    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;/*向上计数*/
    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 10000-1;/*自动重装值*/
    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 7200-1;/*预分频值*/
    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;/*重复计数器，高级定时器才有，这里给0*/
    TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);
    /*清除更新中断标志位，避免系统初始化(或复位)后立刻更新进入中断*/
    TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_IT_Update);
    /*使能中断*/
    /*TIM_IT_Update表示更新中断，也就是定时器计数溢出时产生的中断*/
    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
    /*配置NVIC*/
    /*分组*/
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;/*中断通道*/
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;/* 使能中断 */
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; /* 抢断优先级*/
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;  /* 子优先级 */
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
    /*开启Tim*/
    TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

/*中断服务函数*/
void TIM2_IRQHandler(void)
{
    /*检查中断标志*/
    if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update) == SET)
    {
        /*中断触发*/
        /*清除标志位*/
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);
    }
}