TIM模块定时器向上溢出 & 输出比较
首先我们必须肯定ST公司的实力,也承认STM32的确是一款非常不错的Cortex-M3核单片机,但是,他的手册实在是让人觉得无法理解,尤其是其中的TIM模块,没有条理可言,看了两天几乎还是不知所云,让人很是郁闷。同时配套的固件库的说明也很难和手册上的寄存器对应起来,研究起来非常费劲!功能强大倒是真的,但至少也应该配套一个让人看的明白的说明吧~~
两天时间研究了STM32定时器的最最基础的部分,把定时器最基础的两个功能实现了,余下的功能有待继续学习。
首先有一点需要注意:FWLib固件库目前的最新版应该是V2.0.x,V1.0.x版本固件库中,TIM1模块被独立出来,调用的函数与其他定时器不同;在V2.0系列版本中,取消了TIM1.h,所有的TIM模块统一调用TIM.h即可。网络上流传的各种代码有许多是基于v1版本的固件库,在移植到v2版本固件库时,需要做些修改。本文的所有程序都是基于V2.0固件库。
以下是定时器向上溢出示例代码:
C语言: TIM1模块产生向上溢出事件
//Step1.时钟设置:启动TIM1
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);
//Step2.中断NVIC设置:允许中断,设置优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_IRQChannel; //更新事件
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //抢占优先级0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //响应优先级1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //允许中断
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //写入设置
//Step3.TIM1模块设置
void TIM_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_BaseInitStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
//TIM1 使用内部时钟
//TIM_InternalClockConfig(TIM1);
//TIM1基本设置
//设置预分频器分频系数71,即APB2=72M, TIM1_CLK=72/72=1MHz
//TIM_Period(TIM1_ARR)=1000,计数器向上计数到1000后产生更新事件,计数值归零
//向上计数模式
//TIM_RepetitionCounter(TIM1_RCR)=0,每次向上溢出都产生更新事件
TIM_BaseInitStructure.TIM_Period = 1000;
TIM_BaseInitStructure.TIM_Prescaler = 71;
TIM_BaseInitStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_BaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_BaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_BaseInitStructure);
//清中断,以免一启用中断后立即产生中断
TIM_ClearFlag(TIM1, TIM_FLAG_Update);
//使能TIM1中断源
TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_Update, ENABLE);
//TIM1总开关:开启
TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);
}
//Step4.中断服务子程序:
void TIM1_UP_IRQHandler(void)
{
GPIOC->ODR ^= (1<<4); //闪灯
TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_FLAG_Update); //清中断
}
下面是输出比较功能实现TIM1_CH1管脚输出指定频率的脉冲:
C语言: TIM1模块实现输出比较,自动翻转并触发中断
//Step1.启动TIM1,同时还要注意给相应功能管脚启动时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
//Step2. PA.8口设置为TIM1的OC1输出口
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//Step3.使能TIM1的输出比较匹配中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_CC_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
//Step4. TIM模块设置
void TIM_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_BaseInitStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
//TIM1基本计数器设置
TIM_BaseInitStructure.TIM_Period = 0xffff; //这里必须是65535
TIM_BaseInitStructure.TIM_Prescaler = 71; //预分频71,即72分频,得1M
TIM_BaseInitStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_BaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_BaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_BaseInitStructure);
//TIM1_OC1模块设置
TIM_OCStructInit(& TIM_OCInitStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle; //管脚输出模式:翻转
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 2000; //翻转周期:2000个脉冲
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //使能TIM1_CH1通道
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出为正逻辑
TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); //写入配置
//清中断
TIM_ClearFlag(TIM1, TIM_FLAG_CC1);
//TIM1中断源设置,开启相应通道的捕捉比较中断
TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_CC1, ENABLE);
//TIM1开启
TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);
//通道输出使能
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);
}
Step5.中断服务子程序
void TIM1_CC_IRQHandler(void)
{
u16 capture;
if(TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_CC1) == SET)
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_CC1 );
capture = TIM_GetCapture1(TIM1);
TIM_SetCompare1(TIM1, capture + 2000);
//这里解释下:
//将TIM1_CCR1的值增加2000,使得下一个TIM事件也需要2000个脉冲,
//另一种方式是清零脉冲计数器
//TIM_SetCounter(TIM2,0x0000);
}
}
关于TIM的操作,要注意的是STM32处理器因为低功耗的需要,各模块需要分别独立开启时钟,所以,一定不要忘记给用到的模块和管脚使能时钟,因为这个原因,浪费了我好多时间阿~~!
九九的STM32笔记(二)TIM模块产生PWM
这个是STM32的PWM输出模式,STM32的TIM1模块是增强型的定时器模块,天生就是为电机控制而生,可以产生3组6路PWM,同时每组2路PWM为互补,并可以带有死区,可以用来驱动H桥。
下面的代码,是利用TIM1模块的1、2通道产生一共4路PWM的代码例子,类似代码也可以参考ST的固件库中相应example
C语言: TIM1模块产生PWM,带死区
//Step1.开启TIM和相应端口时钟
//启动GPIO
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | \
RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD,\
ENABLE);
//启动AFIO
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
//启动TIM1
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);
//Step2. GPIO做相应设置,为AF输出
//PA.8/9口设置为TIM1的OC1输出口
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//PB.13/14口设置为TIM1_CH1N和TIM1_CH2N输出口
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
//Step3. TIM模块初始化
void TIM_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_BaseInitStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRInitStructure;
//TIM1基本计数器设置(设置PWM频率)
//频率=TIM1_CLK/(ARR+1)
TIM_BaseInitStructure.TIM_Period = 1000-1;
TIM_BaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72-1;
TIM_BaseInitStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_BaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_BaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_BaseInitStructure);
//启用ARR的影子寄存器(直到产生更新事件才更改设置)
TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE);
//TIM1_OC1模块设置(设置1通道占空比)
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 120;
TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);
//启用CCR1寄存器的影子寄存器(直到产生更新事件才更改设置)
TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);
//TIM2_OC2模块设置(设置2通道占空比)
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 680;
TIM_OC2Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);
//启用CCR2寄存器的影子寄存器(直到产生更新事件才更改设置)
TIM_OC2PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);
//死区设置
TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_OFF;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 0x90; //这里调整死区大小0-0xff
TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Disable;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_High;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Enable;
TIM_BDTRConfig(TIM1, &TIM_BDTRInitStructure);
//TIM1开启
TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);
//TIM1_OC通道输出PWM(一定要加)
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);
}
其实,PWM模块还可以有很多花样可以玩,比方在异常时(如CPU时钟有问题),可以紧急关闭输出,以免发生电路烧毁等严重事故
《九九的STM32笔记》整理(2)
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《九九的STM32笔记》整理
这次是RTC的笔记:)
RTC这东西晕晕的,因为一个模块涉及到了RTC,BKP,RCC多个模块,之间的关系让人有点模糊
入门的知识请大家看手册,我来总结:
总之,RTC只是个能靠电池维持运行的32位定时器over!
所以,使用时要注意以下问题:
1. 上电后要检查备份电池有没有断过电。如何检查? 恩,RTC的示例代码中已经明示:
往备份域寄存器中写一个特殊的字符,备份域寄存器是和RTC一起在断电下能保存数据的。
上电后检查下这个特殊字符是否还存在,如果存在,ok,RTC的数据应该也没丢,不需要重新配置它
如果那个特殊字符丢了,那RTC的定时器数据一定也丢了,那我们要重新来配置RTC了
这个过程包括时钟使能、RTC时钟源切换、设置分频系数等等,这个可以参考FWLib\example\RTC\Calendar的代码
在我的这个实例里,检查备份域掉电在Init.c的RTC_Conig()中,函数内若检测到BKP掉电,则会调用RTC_Configuration()
2. 因为RTC的一些设置是保存在后备域中的,so,操作RTC的设置寄存器前,要打开后备域模块中的写保护功能。
3. RTC设定值写入前后都要检查命令有没有完成,调用RTC_WaitForLastTask();
具体的RTC初始化代码如下:
// RTC时钟初始化!
void RTC_Configuration(void)
{
//启用PWR和BKP的时钟(from APB1)
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
//后备域解锁
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
//备份寄存器模块复位
BKP_DeInit();
//外部32.768K其哟偶那个
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);
//等待稳定
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET);
//RTC时钟源配置成LSE(外部32.768K)
RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);
//RTC开启
RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
//开启后需要等待APB1时钟与RTC时钟同步,才能读写寄存器
RTC_WaitForSynchro();
//读写寄存器前,要确定上一个操作已经结束
RTC_WaitForLastTask();
//设置RTC分频器,使RTC时钟为1Hz
//RTC period = RTCCLK/RTC_PR = (32.768 KHz)/(32767+1)
RTC_SetPrescaler(32767);
//等待寄存器写入完成
RTC_WaitForLastTask();
//使能秒中断
RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE);
//等待写入完成
RTC_WaitForLastTask();
return;
}
void RTC_Config(void)
{
//我们在BKP的后备寄存器1中,存了一个特殊字符0xA5A5
//第一次上电或后备电源掉电后,该寄存器数据丢失,
//表明RTC数据丢失,需要重新配置
if (BKP_ReadBackupRegister(BKP_DR1) != 0xA5A5)
{
//重新配置RTC
RTC_Configuration();
//配置完成后,向后备寄存器中写特殊字符0xA5A5
BKP_WriteBackupRegister(BKP_DR1, 0xA5A5);
}
else
{
//若后备寄存器没有掉电,则无需重新配置RTC
//这里我们可以利用RCC_GetFlagStatus()函数查看本次复位类型
if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PORRST) != RESET)
{
//这是上电复位
}
else if (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PINRST) != RESET)
{
//这是外部RST管脚复位
}
//清除RCC中复位标志
RCC_ClearFlag();
//虽然RTC模块不需要重新配置,且掉电后依靠后备电池依然运行
//但是每次上电后,还是要使能RTCCLK???????
//RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
//等待RTC时钟与APB1时钟同步
//RTC_WaitForSynchro();
//使能秒中断
RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE);
//等待操作完成
RTC_WaitForLastTask();
}
#ifdef RTCClockOutput_Enable
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
BKP_TamperPinCmd(DISABLE);
BKP_RTCOutputConfig(BKP_RTCOutputSource_CalibClock);
#endif
return;
}
《九九的STM32笔记》整理3
基于STM32处理器
RTC只是个能靠电池维持运行的32位定时器over!
并不像实时时钟芯片,读出来就是年月日。。。
看过些网上的代码,有利用秒中断,在内存中维持一个年月日的日历。
我觉得,这种方法有很多缺点:
1.断电时没有中断可用
2.频繁进中断,消耗资源
3.时间运算复杂,代码需要自己写
4.不与国际接轨。。。。
so,还是用标准的UNIX时间戳来进行时间的操作吧!
什么是UNIX时间戳?
UNIX时间戳,是unix下的计时方式。。。很废话
具体点:他是一个32位的整形数(刚好和STM32的RTC寄存器一样大),表示从UNIX元年(格林尼治时间1970-1-1 0:0:0)开始到某时刻所经历的秒数
听起来很玄幻的,计算下: 32位的数从0-0xFFFFFFFF秒,大概到2038年unix时间戳将会溢出!这就是Y2038bug
不过,事实上的标准,我们还是照这个用吧,还有二十年呢。。。
UNIX时间戳:1229544206 <==> 现实时间:2008-12-17 20:03:26
我们要做的,就是把当前时间的UNIX时间戳放在RTC计数器中让他每秒++,over
然后,设计一套接口函数,实现UNIX时间戳与年月日的日历时间格式转换 这样就可以了
在RTC中实现这个时间算法,有如下好处:
1. 系统无需用中断和程序来维持时钟,断电后只要RTC在走即可
2. 具体的两种计时的换算、星期数计算,有ANSI-C的标准C库函数实现,具体可以看time.h
3. 时间与时间的计算,用UNIX时间戳运算,就变成了两个32bit数的加减法
4. 与国际接轨。。。
幸好是与国际接轨,我们有time.h帮忙,在MDK的ARM编辑器下有,IAR下也有
其中已经定义了两种数据类型:unix时间戳和日历型时间
time_t: UNIX时间戳(从1970-1-1起到某时间经过的秒数)
typedef unsigned int time_t;
struct tm: Calendar格式(年月日形式)
同时有相关操作函数
gmtime,localtime,ctime,mktime等等,方便的实现各种时间类型的转换和计算
于是,基于这个time.h,折腾了一天,搞出了这个STM32下的RTC_Time使用的时间库
这是我的RTC_Time.c中的说明:
本文件实现基于RTC的日期功能,提供年月日的读写。(基于ANSI-C的time.h)
作者:jjldc (九九)
QQ: 77058617
RTC中保存的时间格式,是UNIX时间戳格式的。即一个32bit的time_t变量(实为u32)
ANSI-C的标准库中,提供了两种表示时间的数据 型:
time_t: UNIX时间戳(从1970-1-1起到某时间经过的秒数)
typedef unsigned int time_t;
struct tm: Calendar格式(年月日形式)
tm结构如下:
struct tm {
int tm_sec; // 秒 seconds after the minute, 0 to 60
(0 - 60 allows for the occasional leap second)
int tm_min; // 分 minutes after the hour, 0 to 59
int tm_hour; // 时 hours since midnight, 0 to 23
int tm_mday; // 日 day of the month, 1 to 31
int tm_mon; // 月 months since January, 0 to 11
int tm_year; // 年 years since 1900
int tm_wday; // 星期 days since Sunday, 0 to 6
int tm_yday; // 从元旦起的天数 days since January 1, 0 to 365
int tm_isdst; // 夏令时??Daylight Savings Time flag
...
}
其中wday,yday可以自动产生,软件直接读取
mon的取值为0-11
***注意***:
tm_year:在time.h库中定义为1900年起的年份,即2008年应表示为2008-1900=108
这种表示方法对用户来说不是十分友好,与现实有较大差异。
所以在本文件中,屏蔽了这种差异。
即外部调用本文件的函数时,tm结构体类型的日期,tm_year即为2008
注意:若要调用系统库time.c中的函数,需要自行将tm_year-=1900
成员函数说明:
struct tm Time_ConvUnixToCalendar(time_t t);
输入一个Unix时间戳(time_t),返回Calendar格式日期
time_t Time_ConvCalendarToUnix(struct tm t);
输入一个Calendar格式日期,返回Unix时间戳(time_t)
time_t Time_GetUnixTime(void);
从RTC取当前时间的Unix时间戳值
struct tm Time_GetCalendarTime(void);
从RTC取当前时间的日历时间
void Time_SetUnixTime(time_t);
输入UNIX时间戳格式时间,设置为当前RTC时间
void Time_SetCalendarTime(struct tm t);
输入Calendar格式时间,设置为当前RTC时间
外部调用实例:
定义一个Calendar格式的日期变量:
struct tm now;
now.tm_year = 2008;
now.tm_mon = 11; //12月
now.tm_mday = 20;
now.tm_hour = 20;
now.tm_min = 12;
now.tm_sec = 30;
获取当前日期时间:
tm_now = Time_GetCalendarTime();
然后可以直接读tm_now.tm_wday获取星期数
设置时间:
Step1. tm_now.xxx = xxxxxxxxx;
Step2. Time_SetCalendarTime(tm_now);
计算两个时间的差
struct tm t1,t2;
t1_t = Time_ConvCalendarToUnix(t1);
t2_t = Time_ConvCalendarToUnix(t2);
dt = t1_t - t2_t;
dt就是两个时间差的秒数
dt_tm = mktime(dt); //注意dt的年份匹配,ansi库中函数为相对年份,注意超限
另可以参考相关资料,调用ansi-c库的格式化输出等功能,ctime,strftime等
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