32定时器&定时&输出比较&输入捕获&编码器接口
目录
一.定时器简介
1.基本定时器
2.通用定时器
3.高级定时器
4.定时器基本结构
编辑编辑 5.计数器时序
5.时钟树
二.定时器定时
代码实现
<1>显示屏自动计时
（1）跨文件使用变量
(2) 将中断函数放在主函数里面
<2>对射式红外计数
三.定时器输出比较
一．输出比较简介
二.PWM波形
三.输出模式控制器的工作原理
四.外部设备
五.PWM相关函数
六.代码实现
一.定时器简介
1.基本定时器
2.通用定时器
滤波器可以滤掉信号的抖动和干扰，其工作原理：在一个固定的时钟频率f下进行采样，如果连续n隔采样点都为相同的电平，那就代表输入的信号稳定了。如果采样值不全都相同，那就说明信号有抖动，这时就保证上一次的输出，或者直接输出低电平也行，这样就能保证输出信号在一定程度上的滤波，采样频率f和采样点数N都时滤波器的参数
频率越低，采样点数越多，滤波效果就越好，信号延迟就越大
采样频率f可以由内部时钟分频而来，由参数ClockDivision决定
3.高级定时器
4.定时器基本结构
上图对应函数
5.计数器时序
5.时钟树
二.定时器定时
代码实现
<1>显示屏自动计时
（1）跨文件使用变量
timer.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
extern uint16_t Num;//告诉编译器，在其他地方已经定义了Num的值，自己去找
void Timer_Init(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
/*选择时钟函数*/
TIM_InternalClockConfig(TIM2);//也可以不写，因为定时器上电以后默认就是内部时钟
/*配置时基单元*/
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//指定时钟分频，这里不进行分频
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=10000-1;//周期，就是ARR自动重装器的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=7200-1;//PSC预分频器的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数器的值，高级定时器才有
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);//为将初始化的值由缓冲寄存器写入，会立刻更新一个中断，所以下面的计数会从1开始而不是0
TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);//手动清除更新中断标志位，避免刚初始化完就进入中断
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//使能中断，更新中断
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;//中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//启动定时器
}
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if(TIM_GetFlagStatus(TIM2,TIM_FLAG_Update)==SET)
{
Num++;
TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);
}
}
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
uint16_t Num;
int main()
{
OLED_Init();
OLED_ShowString(1,1,"NUM:");
Timer_Init();
while(1)
{
OLED_ShowNum(1,5,Num,3);
OLED_ShowNum(2,5,TIM_GetCounter(TIM2),5);
}
}(2) 将中断函数放在主函数里面
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
uint16_t Num;
int main()
{
OLED_Init();
OLED_ShowString(1,1,"NUM:");
Timer_Init();
while(1)
{
OLED_ShowNum(1,5,Num,3);
OLED_ShowNum(2,5,TIM_GetCounter(TIM2),5);
}
}
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if(TIM_GetFlagStatus(TIM2,TIM_FLAG_Update)==SET)
{
Num++;
TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);
}
}
Timer.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
extern uint16_t Num;//告诉编译器，在其他地方已经定义了Num的值，自己去找
void Timer_Init(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
/*选择时钟函数*/
TIM_InternalClockConfig(TIM2);//也可以不写，因为定时器上电以后默认就是内部时钟
/*配置时基单元*/
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//指定时钟分频，这里不进行分频
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=10000-1;//周期，就是ARR自动重装器的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=7200-1;//PSC预分频器的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数器的值，高级定时器才有
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);//为将初始化的值由缓冲寄存器写入，会立刻更新一个中断，所以下面的计数会从1开始而不是0
TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);//手动清除更新中断标志位，避免刚初始化完就进入中断
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//使能中断，更新中断
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;//中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//启动定时器
}
//void TIM2_IRQHandler(void)
//{
// if(TIM_GetFlagStatus(TIM2,TIM_FLAG_Update)==SET)
// {
//
// TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);
// }
//}
<2>对射式红外计数
Timer.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
extern uint16_t Num;//告诉编译器，在其他地方已经定义了Num的值，自己去找
void Timer_Init(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
/*初始化GPIO*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
/*选择时钟函数*/
//第二个参数：外部触发预分频器；第三：外部触发极性（上升或下降触发）；第四：外部触发滤波器（这里启动滤波防止CNT计数时发生跳变）
TIM_ETRClockMode2Config(TIM2,TIM_ExtTRGPSC_OFF,TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted,0x0f);
/*配置时基单元*/
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//指定时钟分频，这里不进行分频
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=10-1;//周期，就是ARR自动重装器的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=1-1;//PSC预分频器的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数器的值，高级定时器才有
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);//为将初始化的值由缓冲寄存器写入，会立刻更新一个中断，所以下面的计数会从1开始而不是0
TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);//手动清除更新中断标志位，避免刚初始化完就进入中断
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//使能中断，更新中断
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;//中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//启动定时器
}
uint16_t Count(void)//返回计数器的值
{
return TIM_GetCounter(TIM2);
}
//void TIM2_IRQHandler(void)
//{
// if(TIM_GetFlagStatus(TIM2,TIM_FLAG_Update)==SET)
// {
//
// TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);
// }
//}
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
uint16_t Num;
int main()
{
OLED_Init();
OLED_ShowString(1,1,"NUM:");
OLED_ShowString(2,1,"CNT:");
Timer_Init();
while(1)
{
OLED_ShowNum(1,5,Num,3);
OLED_ShowNum(2,5,Count(),5);
}
}
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if(TIM_GetFlagStatus(TIM2,TIM_FLAG_Update)==SET)
{
Num++;
TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);
}
}
当外部输入信号功率很小，而IO内部的上拉电阻可能会影响到输入信号，可以使用浮空输入来防止影响外部输入的电平
三.定时器输出比较
一．输出比较简介
IC（input Capture）输入捕获
CC（Capture／Compare）输入捕获和输出比较单元，当使用输入捕获时就是捕获寄存器，当使用输出比较时就是比较寄存器
二.PWM波形
PWM是数字输出信号
惯性，举例LED在熄灭的时候，由于余晖和人眼视觉暂留现象，LED不会立马熄灭而会过一小段时间才会熄灭，电机同理
参数：
频率：１／Ts，Ts代表一个高低电平变换周期的时间，频率越快，等效模拟的信号就越平稳，性能开销就越大
占空比：一次高电平／一个高低电平变换周期的时间，决定了PWM等效出来的模拟电压的大小
分辨率：如１％，２％，３％．．．．．．步距为１％，就是占空比变化的精细程度
三.输出模式控制器的工作原理
四.外部设备
五.PWM相关函数
六.代码实现
注
1.
该结构体的部分参数是在高级定时器才会用到，但最好用函数将其所有的参数全部初始化，便于后期使用高级定时器。
2.ARR，PSC，CCR共同决定PWM的周期和占空比
3.
4.
（１）LED呼吸灯
PWM．ｃ
#include "stm32f10x.h" // Device header
void PWM_Init(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
/*选择时钟函数*/
TIM_InternalClockConfig(TIM2);//也可以不写，因为定时器上电以后默认就是内部时钟
/*配置时基单元*/
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//指定时钟分频，这里不进行分频
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=100-1;//周期，就是ARR自动重装器的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=720-1;//PSC预分频器的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数器的值，高级定时器才有
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);//为将初始化的值由缓冲寄存器写入，会立刻更新一个中断，所以下面的计数会从1开始而不是0
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);//初始化结构体所有参数，防止修改报错
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//输出比较模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//输出比较极性，High极性不翻转，Low极性翻转
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=0;//CCR
TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//启动定时器
}
void PWM_CCR(uint16_t CCR_count)
{
TIM_SetCompare1(TIM2,CCR_count);//单独更改通道1的CCR值
}
ｍａｉｎ．ｃ
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
uint16_t i;
int main()
{
OLED_Init();
PWM_Init();
while(1)
{
for(i=0;i<=100;i++)
{
PWM_CCR(i);
Delay_ms(10);
}
for(;i>0;i--)
{
PWM_CCR(i);
Delay_ms(10);
}
}
}
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
将TIM２＿CH１通道重映射到PA15IO
PWM.ｃ
#include "stm32f10x.h" // Device header
void PWM_Init(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2,ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
/*选择时钟函数*/
TIM_InternalClockConfig(TIM2);//也可以不写，因为定时器上电以后默认就是内部时钟
/*配置时基单元*/
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//指定时钟分频，这里不进行分频
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=100-1;//周期，就是ARR自动重装器的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=720-1;//PSC预分频器的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数器的值，高级定时器才有
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);//为将初始化的值由缓冲寄存器写入，会立刻更新一个中断，所以下面的计数会从1开始而不是0
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);//初始化结构体所有参数，防止修改报错
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//输出比较模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//输出比较极性，High极性不翻转，Low极性翻转
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=0;//CCR
TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//启动定时器
}
void PWM_CCR(uint16_t CCR_count)
{
TIM_SetCompare1(TIM2,CCR_count);//单独更改通道1的CCR值
}（2）舵机
ＰＷＭ．ｃ
#include "stm32f10x.h" // Device header
void PWM_Init(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
/*选择时钟函数*/
TIM_InternalClockConfig(TIM2);//也可以不写，因为定时器上电以后默认就是内部时钟
/*配置时基单元*/
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//指定时钟分频，这里不进行分频
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=20000-1;//周期，就是ARR自动重装器的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=72-1;//PSC预分频器的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数器的值，高级定时器才有
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);//为将初始化的值由缓冲寄存器写入，会立刻更新一个中断，所以下面的计数会从1开始而不是0
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);//初始化结构体所有参数，防止修改报错
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//输出比较模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//输出比较极性，High极性不翻转，Low极性翻转
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=0;//CCR
TIM_OC2Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//启动定时器
}
void PWM_CCR(uint16_t CCR_count)
{
TIM_SetCompare2(TIM2,CCR_count);//单独更改通道2的CCR值
}Ｓｅｒｖｏ．ｃ
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "PWM.h"
float Angle;
void Servo_Init()
{
PWM_Init();
}
void Servo_Angle(float Angle)
{
PWM_CCR(Angle*2000/180+500);
}
ｍａｉｎ．ｃ
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Servo.h"
#include "Key.h"
uint8_t num;
float angle;
int main()
{
OLED_Init();
Servo_Init();
Key_Init();
OLED_ShowString(1,1,"Angle:");
while(1)
{
num=Keynum();
if(num==1)
{
angle+=30;
if(angle>180)
{
angle=0;
}
Servo_Angle(angle);
OLED_ShowNum(1,7,angle,3);
}
}
}
注
主函数中的变量定义不要与模块中的变量定义一样
四.定时器输入捕获
一.简介
ＰＷＭＩ模式是专门为PWM频率和占空比设计的
在一秒时间出现周期的个数就是频率
测频法适合测量高频信号，测量结果更新得慢一些（取决闸门时间），数值相对稳定，平滑，自带均值滤波，如果在闸门时间内波形频率有变化，得到的其实是闸门时间的平均频率
测周法适合测量低频信号，测量结果更新得快一些（取决与待测信号的频率），数据跳变也快，由于只测量一个周期，结果值受噪声的影响，波动较大
两种测量方法都存在正负１误差，N越大，正负１误差的影响就越小
频率＞Ｆｍ：用测频法；频率＜Ｆｍ：用测周法
主从触发模式
可以用于定时器的级联
四.定时器的编码器 接口