2020年11月11日 | STM32通用定时器---基本定时学习

1.STM32的Timer简介

STM32中一共有11个定时器，其中2个高级控制定时器，4个普通定时器和2个基本定时器，以及2个看门狗定时器和1个系统嘀嗒定时器。其中系统嘀嗒定时器是前文中所描述的SysTick，看门狗定时器以后再详细研究。今天主要是研究剩下的8个定时器。

其中TIM1和TIM8是能够产生3对PWM互补输出的高级登时其，常用于三相电机的驱动，时钟由APB2的输出产生。TIM2-TIM5是普通定时器，TIM6和TIM7是基本定时器，其时钟由APB1输出产生。由于STM32的TIMER功能太复杂了，所以只能一点一点的学习。因此今天就从最简单的开始学习起，也就是TIM2-TIM5普通定时器的定时功能。

2.普通定时器TIM2-TIM5

2.1时钟来源

计数器时钟可以由下列时钟源提供：

·内部时钟(CK_INT)

·外部时钟模式1：外部输入脚(TIx)

·外部时钟模式2：外部触发输入(ETR)

       ·内部触发输入(ITRx)：使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器，如可以配置一个定时器Timer1而作为另一个定时器Timer2的预分频器。

    由于今天的学习是最基本的定时功能，所以采用内部时钟。TIM2-TIM5的时钟不是直接来自于APB1，而是来自于输入为APB1的一个倍频器。这个倍频器的作用是：当APB1的预分频系数为1时，这个倍频器不起作用，定时器的时钟频率等于APB1的频率；当APB1的预分频系数为其他数值时（即预分频系数为2、4、8或16），这个倍频器起作用，定时器的时钟频率等于APB1的频率的2倍。APB1的分频在STM32_SYSTICK的学习笔记中有详细描述。通过倍频器给定时器时钟的好处是：APB1不但要给TIM2-TIM5提供时钟，还要为其他的外设提供时钟；设置这个倍频器可以保证在其他外设使用较低时钟频率时，TIM2-TIM5仍然可以得到较高的时钟频率。

2.2    计数器模式

TIM2-TIM5可以由向上计数、向下计数、向上向下双向计数。向上计数模式中，计数器从0计数到自动加载值(TIMx_ARR计数器内容)，然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件。在向下模式中，计数器从自动装入的值(TIMx_ARR)开始向下计数到0，然后从自动装入的值重新开始，并产生一个计数器向下溢出事件。而中央对齐模式（向上/向下计数）是计数器从0开始计数到自动装入的值-1，产生一个计数器溢出事件，然后向下计数到1并且产生一个计数器溢出事件；然后再从0开始重新计数。

1..自动装载寄存器部分实际上包含两个寄存器：
自动装载寄存器缓冲寄存器 和 自动装载寄存器影子寄存器
其中自动装载寄存器缓冲寄存器可以有ARPE位控制是否起作用：
ARPE = 0 写"自动装载寄存器"时，数据直接写入到"自动装载寄存器缓冲寄存器"的同时，立即更新到"自动装载寄存器影子寄存器"
ARPE = 1 写"自动装载寄存器"时，数据直接写入到"自动装载寄存器缓冲寄存器"的同时，只有更新事件发生的时候，才更新到"自动装载寄存器影子寄存器"
2.预分频器控制寄存器也分为两部分：
预分频器缓冲寄存器 和 预分频器影子寄存器
当更新事件发生的时候，"预分频器缓冲寄存器"的内容更新到"预分频器影子寄存器中"

3.UDIS位作用:
UDIS = 1 禁止更新事件发生，但是计数器上下益处使，计数器和预分频计数器归0不受影响
UDIS = 0 允许更新事件发生
4.URS位作用:
URS = 1 只有计数器上下溢出才产生更新事件，从而产生中断和DMA请求
URS = 0 计数器上下溢出,软件设置UG位以及从模式控制器产生的更新 都会产生更新事件，从而产生中断和DMA请求

编程步骤
1. 配置优先级；
2. 使能时钟
3. 配置GPIO；
4. 配置TIME；
5.使能计数器；
6.开中断；
7.清除标志位；
具体配置如下：
（1） NVIC_Configuration(void)；配置优先级
（2） void RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState)使能时钟
（3） void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);配置GPIO
（4） TIM_Configuration (void)；配置TIM6/TIM7
（5） TIM_Cmd(TIM7, ENABLE);使能定时器
（6） TIM_ITConfig(TIM7,TIM_IT_Update,ENABLE);使能中断
（7） TIM_ClearFlag(TIM7, TIM_FLAG_Update);清除标志位
步骤（4）中的预分频系数用来确定TIMx所使用的时钟频率，具体计算方法为：CK_INT/(TIM_Perscaler+1)。CK_INT是内部时钟源的频率，是根据2.1中所描述的APB1的倍频器送出的时钟，TIM_Perscaler是用户设定的预分频系数，其值范围是从0 – 65535。
步骤（4）中的时钟分割定义的是在定时器时钟频率(CK_INT)与数字滤波器(ETR,TIx)使用的采样频率之间的分频比例。TIM_ClockDivision的参数如下表：
TIM_ClockDivision        描述        二进制值
TIM_CKD_DIV1        tDTS = Tck_tim        0x00
TIM_CKD_DIV2        tDTS = 2 * Tck_tim        0x01
TIM_CKD_DIV4        tDTS = 4 * Tck_tim        0x10
步骤（4）中需要禁止使用预装载缓冲器。当预装载缓冲器被禁止时，写入自动装入的值(TIMx_ARR)的数值会直接传送到对应的影子寄存器；如果使能预加载寄存器，则写入ARR的数值会在更新事件时，才会从预加载寄存器传送到对应的影子寄存器。
ARM中，有的逻辑寄存器在物理上对应2个寄存器，一个是程序员可以写入或读出的寄存器，称为preload register(预装载寄存器)，另一个是程序员看不见的、但在操作中真正起作用的寄存器，称为shadow register(影子寄存器)；设计preload register和shadow register的好处是，所有真正需要起作用的寄存器(shadow register)可以在同一个时间(发生更新事件时)被更新为所对应的preload register的内容，这样可以保证多个通道的操作能够准确地同步。如果没有shadow register，或者preload register和shadow register是直通的，即软件更新preload register时，同时更新了shadow register，因为软件不可能在一个相同的时刻同时更新多个寄存器，结果造成多个通道的时序不能同步，如果再加上其它因素(例如中断)，多个通道的时序关系有可能是不可预知的。

3.     程序源代码

本例实现的是通过TIM2的定时功能，使得LED灯按照1s的时间间隔来闪烁

#include "stm32f10x_lib.h"

void RCC_cfg();

void TIMER_cfg();

void NVIC_cfg();

void GPIO_cfg();

int main()

{

       RCC_cfg();

       NVIC_cfg();

       GPIO_cfg();

       TIMER_cfg();

       //开启定时器2

       TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);

       while(1);

}

void RCC_cfg()

{

       //定义错误状态变量

       ErrorStatus HSEStartUpStatus;

       //将RCC寄存器重新设置为默认值

       RCC_DeInit();

       //打开外部高速时钟晶振

       RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

       //等待外部高速时钟晶振工作

       HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

       if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)

       {

              //设置AHB时钟(HCLK)为系统时钟

              RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

              //设置高速AHB时钟(APB2)为HCLK时钟

              RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

              //设置低速AHB时钟(APB1)为HCLK的2分频

              RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

              //设置FLASH代码延时

              FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

              //使能预取指缓存

              FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

              //设置PLL时钟，为HSE的9倍频 8MHz * 9 = 72MHz

              RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);

              //使能PLL

              RCC_PLLCmd(ENABLE);

              //等待PLL准备就绪

              while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);

              //设置PLL为系统时钟源

              RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

              //判断PLL是否是系统时钟

              while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);

       }

       //允许TIM2的时钟

       RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);

       //允许GPIO的时钟

       RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);

}

void TIMER_cfg()

{

       TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

       //重新将Timer设置为缺省值

       TIM_DeInit(TIM2);

       //采用内部时钟给TIM2提供时钟源

       TIM_InternalClockConfig(TIM2);

       //预分频系数为36000-1，这样计数器时钟为72MHz/36000 = 2kHz

       TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 36000 - 1;

       //设置时钟分割

       TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

       //设置计数器模式为向上计数模式

       TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

       //设置计数溢出大小，每计2000个数就产生一个更新事件

       TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 2000 - 1;

       //将配置应用到TIM2中

       TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);

       //清除溢出中断标志

       TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);

       //禁止ARR预装载缓冲器

       TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, DISABLE);

       //开启TIM2的中断

       TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);

}

void NVIC_cfg()

{

       NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

        //选择中断分组1

        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

        //选择TIM2的中断通道

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel;      

        //抢占式中断优先级设置为0

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

       //响应式中断优先级设置为0

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;