2020年02月13日 | STM32学习笔记——利用通用定时器TIM2进行精确延时

1. 通用定时器概述及性能

1.1 概述

在作者所使用的stm32芯片上，共有TIM1 1个高级定时器以及TIM2、TIM3、TIM4共3个通用定时器。其中各通用定时器均由一个通过可编程预分频器驱动的16位自动装载计数器构成。适用于多种场合，包括测量输入信号的脉冲长度(输入采集)或者产生输出波形(输出比较和PWM)。使用定时器预分频器和RCC时钟控制器预分频器，脉冲长度和波形周期可以在几个微秒到几个毫秒间调整。定时器是完全独立的，而且没有互相共享任何资源。它们可以一起同步操作。

1.2 性能

通用TIMx定时器特性包括：

16 位向上，向下，向上/向下自动装载计数器

16 位可编程预分频器，计数器时钟频率的分频系数为1～65535 之间的任意数值

4个独立通道：

─ 输入捕获

─ 输出比较

─ PWM生成(边缘或中间对齐模式)

─ 单脉冲模式输出

使用外部信号控制定时器和定时器互连的同步电路

如下事件发生时产生中断/DMA：

─ 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)

─ 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)

─ 输入捕获

─ 输出比较

1.3 部分寄存器

由于通用定时器较为复杂，此处仅介绍如何利用TIM2进行精确延时。下面介绍是TIM中与本篇内容有关的寄存器。

1.3.1控制寄存器1(TIMx_CR1)

1.3.2 DMA/中断使能寄存器(TIMx_DIER)

本篇中只关心其第6位及第0位

由于需要TIM在更新时产生中断，因此这两位都必须置1。

1.3.3 预分频器(TIMx_PSC)

该分频器对时钟进行分频，并作为计数器时钟。

时钟来源有4种：

1）内部时钟（CK_INT） 

2）外部时钟模式1：外部输入脚（TIx） 

3）外部时钟模式2：外部触发输入（ETR） 

4）内部触发输入（ITRx）：使用A定时器作为B定时器的预分频器（A为B提供时钟）。

具体选择可以通过TIMx_SMCR寄存器相关位来设置。

1.3.4 自动重装载寄存器(TIMx_ARR)

1.3.5 状态寄存器(TIMx_SR)

本篇中主要关心该寄存器第0位

当产生溢出时，该标记位被置1，执行更新事件后由软件清0。

其他众多关于TIM寄存器可查阅《STM32F10x参考手册》

1.4基本计数中断过程

按照自己的理解，使能中断及定时器后，根据时钟来源以及预分频器(TIMx_PSC)所设置的分频数开始计数，当计数达到自动重装载寄存器(TIMx_ARR)中所存储的值时，状态寄存器(TIMx_SR)中对应的标志位（第0位）置1，通过软件检查该位则可以更新事件。

例如：系统中APB1(TIM2被挂在APB下)时钟频率为36MHz，设置TIMx_PSC分频为36000，则作为定时器TIM2的时钟频率为36000000/36000=1000Hz,即1秒内内部开关计数1000次，每次1ms,设置TIMx_ARR重装值为1000，则计数达1000次时，TIMx_SR中第0位标志位被置1，此时为延迟1秒。

2 TIM固件库函数

2.1 函数TIM_DeInit

例：重设TIM2

TIM_DeInit(TIM2);

2.2 函数TIM_TimeBaseInit

TIM_TimeBaseInitTypeDef structure

TIM_TimeBaseInitTypeDef定义于文件“stm32f10x_tim.h”： 

typedef struct 

{ 

    u16 TIM_Period; 

    u16 TIM_Prescaler; 

    u8 TIM_ClockDivision; 

    u16 TIM_CounterMode; 

} TIM_TimeBaseInitTypeDef; 

TIM_Period 

TIM_Period设置了在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值。它的取值必须在0x0000和0xFFFF之间。

TIM_Prescaler 

TIM_Prescaler设置了用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值。它的取值必须在0x0000和0xFFFF之间。

TIM_ClockDivision 

TIM_ClockDivision设置了时钟分割。该参数取值见下表。

TIM_CounterMode 

TIM_CounterMode选择了计数器模式。该参数取值见下表。

例： 

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; 

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF; 

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0xF; 

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x0; 

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; 

TIM_TimeBaseInit(TIM2, & TIM_TimeBaseStructure);

2.3 函数TIM_ClearFlag

TIM_FLAG值

例：

TIM_ClearFlag(TIM2,TIME_FLAG_Update);

2.4 函数TIM_ITConfig

TIM_IT值

例：

TIM_ITConfig(TIM2,TIME_FLAG_Update,ENABLE);

2.5 函数TIM_Cmd

例：

TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);

3 例程程序

本例程主要使用TIM2进行精准延时并亮灭LED灯，其中NVIC部分暂做了解，后面再继续深入。另外，需要注意3.0以后版本的固件库相比2.0版有所更改，如删除旧版NVIC部分函数，或移动至misc.c文件中，通道名TIM2_IRQChannel更改为TIM2_IRQn等。完整构架：

完整代码：

#include "stm32f10x.h"

    void delay1ms(u32 nTimer);

    void GPIO_Configuration(void);

    void TIM2_IRQHandler(void);

    void Timer2_Configuration(void);

    void NVIC_Configuration(void);

int main(void)

{

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);//使能GPIOC时钟

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//使能TIM2时钟

GPIO_Configuration();

NVIC_Configuration();//配置中断

Timer2_Configuration();//配置定时器

  while(1)

  {

    GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_6);

    GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_8);

    delay1ms(1000);

    GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_8);

    GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_6);

    delay1ms(1000);

    GPIO_Write(GPIOC,0x0140);

    delay1ms(2000);

    GPIO_Write(GPIOC,0x0280);

    delay1ms(2000);

   }

}

void GPIO_Configuration(void)

{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;

  GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);

}

void Timer2_Configuration(void)

{

  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

  TIM_DeInit(TIM2);//使用缺省值初始化TIM外设寄存器

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=1;//自动重装载寄存器值为1

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=(36000-1);//时钟预分频数为36000

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//采样分频倍数1,未明该语句作用。

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//上升模式

  TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);

  TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);//清除更新标志位

  TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//使能中断

  TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//使能TIM2定时器

}

void NVIC_Configuration(void)

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PriorityGroup_0);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; //3.0版以后的函数库将各通道TIM2_IRQChanel改名TIM2_IRQn

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; 

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//NVIC_Init函数被包含在misc.c文件中。

}

volatile u32 gTimer;

void TIM2_IRQHandler(void)

{

  if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)!=RESET)//检查溢出信号

  {

    TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);//清除溢出标志

    gTimer--;

  }

}

void delay1ms(u32 nTimer)

{

 gTimer=nTimer;

 while(gTimer);

}

完成编译并烧录后，开发板上四个ＬＥＤ灯先相邻两两亮灭，亮灭时间延迟１秒，然后交替两两亮灭，亮灭时间延迟２秒。

参考文献

[1] Sharkdo.STM32用定时器精确延时的方法  [EB/OL].http://www.cnblogs.com/sharkdo/archive/2011/03/23/1993036.html,2011-03-23/2012-10-14

[2] Cdzlllfe.stm32 通用定时器精确延时程序[EB/OL].

http://blog.sina.com.cn/s/blog_88534dff01010t1a.html,2011-12-17/2012-10-14

[3]福州芯达工作室.《STM32入门系列教程——定时器与蜂鸣器》[EB/OL]. http://ishare.iask.sina.com.cn/f/10918196.html,2010-10-20/2012-10-14.

[4]正点电子.《Stm32不完全手册》[EB/OL]. http://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=4517523,2011-01-17/2012-10-15

[5]半壶水，《STM32 菜鸟学习手册-罗嗦版》，http://wenku.baidu.com/view/fc7c7d20ccbff121dd3683da.html, 2012-08-19.

[6] ST.《如何从STM32F10xxx固件库V2.0.3 升级为STM32F10xxx标准外设库V3.0.0》[EB/OL]. http://ishare.iask.sina.com.cn/f/18297257.html?from=like，2011-08-22/2012-09-09.