2021年08月19日 | STM32学习笔记（一）时钟和定时器

由于近期在准备海洋航行器比赛，正好趁此机会学习一下ARM，看到周围很多同学都在使用32，所以我也买了一块STM32F103ZET6，准备好好地学习一下。

STM32的时钟系统相当的复杂，包含了5个时钟源，分别是HSI HSE LSI LSE PLL，HSI是高速内部时钟、RC振荡器，频率为8M，HSE是高速外部时钟，即晶振，我的核心板上晶振为8M。LSI为低速内部时钟、RC振荡器，频率40k，LSE为低速外部时钟，接32.768kHz晶振，作为RTC时钟源。PLL为锁相环倍频输出，最大不超过72M。

我在学习定时器时先看的是TIM3，它挂载在APB1分频器上，APB1上面挂载的是低速外设，APB2上挂载高速外设。

在system_stm32f10x.c文件下，有默认定义SYSCLK_FREQ_72MHz，同时在SystemInit()函数下调用了SetSysClock()，根据宏定义将时钟设为72M。

读取SystemCoreClock变量即可获得系统时钟频率。

在默认情况下，系统的各个时钟频率如下：

   SYSCLK:72M

   AHB:72M

   APB1(PCLK1):36M

   APB2(PCLK2):72M

   PLL:72M

详细的定时器设定如下：

   ①首先要搞清楚定时器的计数时钟频率，在预分频系数≠1的时候，TIM2~7的时钟频率为APB1的2倍，即72MHz，预分频系数的默认值不是1，但我并未查到该如何设置该值。

   ②定时器的设置主要包括定时器的初始化和中断的初始化。

2.1 定时器初始化：

首先定义TIM_TimeBaseInitTypeDef类型的结构体，它包含了如下的内容：

typedef struct

{

  uint16_t TIM_Prescaler;        

  uint16_t TIM_CounterMode;     

  uint16_t TIM_Period;           

  uint16_t TIM_ClockDivision;   

  uint8_t TIM_RepetitionCounter; 

} TIM_TimeBaseInitTypeDef;

第一项TIM_Prescaler是预分频值，它与TIM_Period（重载周期值）的乘积即为计数的总值。

第二项TIM_CounterMode为计数模式，它的内容如下：

#define TIM_CounterMode_Up                 ((uint16_t)0x0000)

#define TIM_CounterMode_Down               ((uint16_t)0x0010)

#define TIM_CounterMode_CenterAligned1     ((uint16_t)0x0020)

#define TIM_CounterMode_CenterAligned2     ((uint16_t)0x0040)

#define TIM_CounterMode_CenterAligned3     ((uint16_t)0x0060)

后面三项为中心对齐模式，指的是计数到一定的值，产生溢出事件，再向下计数到0。常用的为向上计数模式，即TIM_CounterMode_Up

第四项TIM_ClockDivision为时钟分割，对于时钟分割没有查到太多的描述，一般设定为TIM_CKD_DIV1，或者直接填入0x0000。

第五项TIM_RepetitionCounter为PWM模式的一些设定，一般的定时器不用设置。

除此之外还要设置中断的类型，一般的定时器为更新中断，即由溢出事件产生的中断，设置的方式为：TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE)，其中第一项是定时器代号，第二项为类型，这里设定为更新方式，第三项为使能。

根据上述内容我们知道，初始化的过程如下：

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_STR;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);//TIM3挂载在APB1上

//由于预分频系数默认不是1，所以TIM3的时钟为2*APB1=72M

TIM_STR.TIM_Period=arr;

TIM_STR.TIM_Prescaler=psc;

//（arr+1）*（psc+1）/TIM时钟=定时器溢出中断触发周期

TIM_STR.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;

TIM_STR.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;

TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_STR);

TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);

2.2 中断初始化：

中断初始化为操作NVIC（嵌套向量中断控制器）函数。 设置方式如下：

NVIC_STR.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn;//设定为TIM3中断

NVIC_STR.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;//先占优先级0级

NVIC_STR.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;//从优先级3级

NVIC_STR.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//IRQ通道时能

NVIC_Init(&NVIC_STR);//中断初始化

TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);//TIM3定时器使能

2.3 把这些都封装成一个函数，既可作为TIM3的初始化函数。如下：

void TIM3_Init(u16 arr,u16 psc)

{

        //定时时间=(arr+1)*(psc+1)/72 单位为us

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_STR;

    NVIC_InitTypeDef NVIC_STR;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);

    //初始化定时器

    TIM_STR.TIM_Period=arr;

    TIM_STR.TIM_Prescaler=psc;

    TIM_STR.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;

    TIM_STR.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;

    TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_STR);

    TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);

    //初始化中断

    NVIC_STR.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn;

    NVIC_STR.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;

    NVIC_STR.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;

    NVIC_STR.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;

    NVIC_Init(&NVIC_STR);

        //使能定时器

    TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);

}

③中断服务函数：

中断函数的名字，TIM3的为TIM3_IRQHandler

中断服务函数内包含了：判断是否发生中断、中断发生后执行的内容、清除标志位三部分。

首先是判断是否发生了更新中断，利用库函数TIM_GetITStatus(P1,P2)，它的参数P1为代号，这里是TIM3，P2为中断类型，这里为更新中断TIM_IT_Update，当它为1时即发生了更新中断，这里为了增强可读性，采用一个RESET代表0，当函数返回值不是RESET的时候，即发生了置位（中断）。

清除标志位采用的是库函数TIM_ClearITPendingBit(P1,P2)，参数与判断的函数一样。

具体函数如下：

void TIM3_IRQHandler(void)

{

    if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)!=RESET)

    {

        TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);

    //在这里执行中断内容

    }

}

④完成调用

只要在main函数里调用TIM3_Init()函数，并填入适当的参数，即可实现精确的定时中断，例如获得一秒，即72M个数字中断一次，可分解为10000*7200，配置如下：

TIM3_Init(9999,7199);