2020年02月16日 | STM8S_002_TIM精确延时(阻塞式)

Ⅰ、写在前面

在某些特定场合，需要精确的延时（us级），特别是底层驱动。如果使用软件延时，延时会随系统时钟改变及各种因素影响而改变。因此，就需要使用TIM精确延时。

阻塞式延时：从延时开始至结束，程序一直阻塞在那里，不会跳转到其他地方（除中断）执行程序。不理解的朋友可以自己网上搜索答案。

TIM的种类和功能很多，本文是基础的知识，讲的比较简单，关于定时器更加强大和实用的功能可以关注我后面的文章。

为方便大家阅读，本文内容已经整理成PDF文件：

http://pan.baidu.com/s/1i5uWhJR

Ⅱ、TIM基础知识

STM8S的定时器（TIMER）类型有三类：基本定时器、通用定时器和高级定时器。基本定时器是8位计数的定时器，通用和高级定时器是16位计数的定时器。

定时器因类型不同，其功能和复杂程度不同，适用的场合也不同。本文以最基础、最简单的8位基础定时器来讲述TIM的延时。

强调一点：8位计数定时器，最大计数值为256。

TIM4基础定时器功能：

Ø 8位向上计数（UP-COUNTER）的自动重载计数器；

Ø 3位可编程的预分配器Prescaler(可在运行中修改)，提供1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 和128这8种分频比例。

Ø 中断产生：若使能了中断，在计数器更新时（计数器溢出）产生中断，本文未开启中断。

Ⅲ、软件工程源代码

1、关于工程

本文提供的工程代码是基于前面“STM8S_Demo”增加TIM定时器修改而来。初学的朋友可以参看我前面对应的基础文章，那些文章讲的比较详细。

软件工程源代码实现功能：通过阻塞式延时（500ms）改变LED亮灭状态来观察延时的大小。若要测量延时的精确性，可以将TIMDelay_Nms(500)改为其他TIMDelay_N10us(10)（延时100us），通过示波器测量LED引脚的频率为5KHz（周期为200us）。

2.软件概要说明

本文提供软件工程中包含的内容比较简单：

系统初始化：System_Initializes

v BSP_Initializes：时钟初始化CLK_Configuration和GPIO_Configuration初始化；

v TIMER_Initializes：定时器初始化，本文重点内容。

功能实现：while(1)

3.代码分析说明

关于BSP_Initializes中的内容这里不再详细说明，请见上一篇文章：STM8S_001_GPIO基础知识

本文重点讲述bsp_timer.c文件的内容：

A.TIMER_Initializes定时器初始化

void TIMER_Initializes(void)

{

  TIM4_TimeBaseInit(TIM4_PRESCALER_2, 79);

  TIM4_ClearFlag(TIM4_FLAG_UPDATE);

}

我们提供的软件工程是实现10us的延时，实现的公式为：16MHz / 2 / (79+1) = 0.1MHz（100KHz）。

第一个参数TIM4_PRESCALER_2：即2分频，这个参数具体为如下：

typedef enum

{

  TIM4_PRESCALER_1   = ((uint8_t)0x00),

  TIM4_PRESCALER_2   = ((uint8_t)0x01),

  TIM4_PRESCALER_4   = ((uint8_t)0x02),

  TIM4_PRESCALER_8   = ((uint8_t)0x03),

  TIM4_PRESCALER_16  = ((uint8_t)0x04),

  TIM4_PRESCALER_32    = ((uint8_t)0x05),

  TIM4_PRESCALER_64    = ((uint8_t)0x06),

  TIM4_PRESCALER_128   = ((uint8_t)0x07)

} TIM4_Prescaler_TypeDef;

第二个参数79：这个参数的值，实际上的自动重载寄存器（Auto-reload register）的值。从公式中可以看出，它是得出10us延时的来源。

很多人不理解为什么不是80，而是79呢？

原因是计数是从0开始的，0至79就是计数80个，因此这里是79。

语句TIM4_ClearFlag(TIM4_FLAG_UPDATE)：

这条语句的意思很简单，清除UPDATE更新标志位。

B.延时N个10us：void TIMDelay_N10us(uint16_t Times)

void TIMDelay_N10us(uint16_t Times)

{

  TIM4_SetCounter(0);                             //计数值归零

  TIM4_Cmd(ENABLE);                            //启动定时器

  while(Times--)

  {

    while(RESET == TIM4_GetFlagStatus(TIM4_FLAG_UPDATE));

    TIM4_ClearFlag(TIM4_FLAG_UPDATE);

  }

  TIM4_Cmd(ENABLE);                             //关闭定时器

}

为什么是N个10us？

从上面定时器初始化可以知道，一个计数的过程（延时）是10us，参数Times代表要执行延时10us的次数。

TIM4_SetCounter(0);

每次启动定时器之前，将计数值归零，这样才能保证第一次计数（延时）准确。

while(RESET == TIM4_GetFlagStatus(TIM4_FLAG_UPDATE));

这一条语句代表程序在这里不停地读取更新标志位TIM4_FLAG_UPDATE（阻塞），直到读取标志位有效（计数满），则跳出这个while循环。

TIM4_ClearFlag(TIM4_FLAG_UPDATE);

清除更新标志位TIM4_FLAG_UPDATE。在上面标志位有效之后，需要清除，清除之后有进行下一个计数过程。

这里的启动和关闭定时器相信都能理解，从执行TIMDelay_N10us这一个函数开始到结束操作过程的开关。这里提醒一点：计数的过程的一个循环的过程，过程中尽量避免重复开关定时器（会有一定的耗时），我提供的TIMDelay_Nms其实严格来说不是很准确，该函数就是重复了开关。

C.具体实现功能

在main函数中的while里面就是本文源代码实现的具体功能，将一个LED灯（IO）高低交替输出，中间使用定时器比较精确的延时500ms，达到LED亮灭的效果。

代码：

while(1)

{

  LED_ON;                                      //LED亮

  TIMDelay_Nms(500);

  LED_OFF;                                     //LED灭

  TIMDelay_Nms(500);

}

这里TIMDelay_Nms函数严格来说存在一定的偏差，从上面的讲述，相信都知道如何修改来避免这样的误差。

Ⅳ、下载

STM8S资料：

http://pan.baidu.com/s/1o7Tb9Yq

软件源代码工程（STM8S-A02_TIM精确延时（阻塞式））：

http://pan.baidu.com/s/1c2EcRo0