|
1.STM32的Timer簡介 STM32中一共有11個定時器，其中2個高級控制定時器，4個普通定時器和2個基本定時器，以及2個看門狗定時器和1個系統(tǒng)嘀嗒定時器。其中系統(tǒng)嘀嗒定時器是前文中所描述的SysTick，看門狗定時器以后再詳細研究。今天主要是研究剩下的8個定時器。 其中TIM1和TIM8是能夠產(chǎn)生3對PWM互補輸出的高級登時其，常用于三相電機的驅(qū)動，時鐘由APB2的輸出產(chǎn)生。TIM2-TIM5是普通定時器，TIM6和TIM7是基本定時器，其時鐘由APB1輸出產(chǎn)生。由于STM32的TIMER功能太復(fù)雜了，所以只能一點一點的學(xué)習(xí)。因此今天就從最簡單的開始學(xué)習(xí)起，也就是TIM2-TIM5普通定時器的定時功能。 2. 普通定時器TIM2-TIM5 2.1 時鐘來源 計數(shù)器時鐘可以由下列時鐘源提供： ·內(nèi)部時鐘(CK_INT) ·外部時鐘模式1：外部輸入腳(TIx) ·外部時鐘模式2：外部觸發(fā)輸入(ETR) ·內(nèi)部觸發(fā)輸入(ITRx)：使用一個定時器作為另一個定時器的預(yù)分頻器，如可以配置一個定時器Timer1而作為另一個定時器Timer2的預(yù)分頻器。 由于今天的學(xué)習(xí)是最基本的定時功能，所以采用內(nèi)部時鐘。TIM2-TIM5的時鐘不是直接來自于APB1，而是來自于輸入為APB1的一個倍頻器。這個倍頻器的作用是：當(dāng)APB1的預(yù)分頻系數(shù)為1時，這個倍頻器不起作用，定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率；當(dāng)APB1的預(yù)分頻系數(shù)為其他數(shù)值時（即預(yù)分頻系數(shù)為2、4、8或16），這個倍頻器起作用，定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率的2倍。APB1的分頻在STM32_SYSTICK的學(xué)習(xí)筆記中有詳細描述。通過倍頻器給定時器時鐘的好處是：APB1不但要給TIM2-TIM5提供時鐘，還要為其他的外設(shè)提供時鐘；設(shè)置這個倍頻器可以保證在其他外設(shè)使用較低時鐘頻率時，TIM2-TIM5仍然可以得到較高的時鐘頻率。 2.2 計數(shù)器模式 TIM2-TIM5可以由向上計數(shù)、向下計數(shù)、向上向下雙向計數(shù)。向上計數(shù)模式中，計數(shù)器從0計數(shù)到自動加載值(TIMx_ARR計數(shù)器內(nèi)容)，然后重新從0開始計數(shù)并且產(chǎn)生一個計數(shù)器溢出事件。在向下模式中，計數(shù)器從自動裝入的值(TIMx_ARR)開始向下計數(shù)到0，然后從自動裝入的值重新開始，并產(chǎn)生一個計數(shù)器向下溢出事件。而中央對齊模式（向上/向下計數(shù)）是計數(shù)器從0開始計數(shù)到自動裝入的值-1，產(chǎn)生一個計數(shù)器溢出事件，然后向下計數(shù)到1并且產(chǎn)生一個計數(shù)器溢出事件；然后再從0開始重新計數(shù)。 2.3 編程步驟 1. 配置系統(tǒng)時鐘； 2. 配置NVIC； 3. 配置GPIO； 4. 配置TIMER； 其中，前3項在前面的筆記中已經(jīng)給出，在此就不再贅述了。第4項配置TIMER有如下配置： （1） 利用TIM_DeInit()函數(shù)將Timer設(shè)置為默認缺省值； （2） TIM_InternalClockConfig()選擇TIMx來設(shè)置內(nèi)部時鐘源； （3） TIM_Perscaler來設(shè)置預(yù)分頻系數(shù)； （4） TIM_ClockDivision來設(shè)置時鐘分割； （5） TIM_CounterMode來設(shè)置計數(shù)器模式； （6） TIM_Period來設(shè)置自動裝入的值 （7） TIM_ARRPerloadConfig()來設(shè)置是否使用預(yù)裝載緩沖器 （8） TIM_ITConfig()來開啟TIMx的中斷 其中（3）-（6）步驟中的參數(shù)由TIM_TimerBaseInitTypeDef結(jié)構(gòu)體給出。步驟（3）中的預(yù)分頻系數(shù)用來確定TIMx所使用的時鐘頻率，具體計算方法為：CK_INT/(TIM_Perscaler+1)。CK_INT是內(nèi)部時鐘源的頻率，是根據(jù)2.1中所描述的APB1的倍頻器送出的時鐘，TIM_Perscaler是用戶設(shè)定的預(yù)分頻系數(shù)，其值范圍是從0 – 65535。 步驟（4）中的時鐘分割定義的是在定時器時鐘頻率(CK_INT)與數(shù)字濾波器(ETR,TIx)使用的采樣頻率之間的分頻比例。TIM_ClockDivision的參數(shù)如下表： 數(shù)字濾波器(ETR,TIx)是為了將ETR進來的分頻后的信號濾波，保證通過信號頻率不超過某個限定。 步驟（7）中需要禁止使用預(yù)裝載緩沖器。當(dāng)預(yù)裝載緩沖器被禁止時，寫入自動裝入的值(TIMx_ARR)的數(shù)值會直接傳送到對應(yīng)的影子寄存器；如果使能預(yù)加載寄存器，則寫入ARR的數(shù)值會在更新事件時，才會從預(yù)加載寄存器傳送到對應(yīng)的影子寄存器。 ARM中，有的邏輯寄存器在物理上對應(yīng)2個寄存器，一個是程序員可以寫入或讀出的寄存器，稱為preload register(預(yù)裝載寄存器)，另一個是程序員看不見的、但在操作中真正起作用的寄存器，稱為shadow register(影子寄存器)；設(shè)計preload register和shadow register的好處是，所有真正需要起作用的寄存器(shadow register)可以在同一個時間(發(fā)生更新事件時)被更新為所對應(yīng)的preload register的內(nèi)容，這樣可以保證多個通道的操作能夠準(zhǔn)確地同步。如果沒有shadow register，或者preload register和shadow register是直通的，即軟件更新preload register時，同時更新了shadow register，因為軟件不可能在一個相同的時刻同時更新多個寄存器，結(jié)果造成多個通道的時序不能同步，如果再加上其它因素(例如中斷)，多個通道的時序關(guān)系有可能是不可預(yù)知的。
3.程序源代碼 本例實現(xiàn)的是通過TIM2的定時功能，使得LED燈按照1s的時間間隔來閃爍 #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(); //開啟定時器2 TIM_Cmd(TIM2,ENABLE); while(1); } void RCC_cfg() { //定義錯誤狀態(tài)變量 ErrorStatus HSEStartUpStatus; //將RCC寄存器重新設(shè)置為默認值 RCC_DeInit(); //打開外部高速時鐘晶振 RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); //等待外部高速時鐘晶振工作 HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp(); if(HSEStartUpStatus == SUCCESS) { //設(shè)置AHB時鐘(HCLK)為系統(tǒng)時鐘 RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); //設(shè)置高速AHB時鐘(APB2)為HCLK時鐘 RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); //設(shè)置低速AHB時鐘(APB1)為HCLK的2分頻 RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2); //設(shè)置FLASH代碼延時 FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2); //使能預(yù)取指緩存 FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); //設(shè)置PLL時鐘，為HSE的9倍頻 8MHz * 9 = 72MHz RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9); //使能PLL RCC_PLLCmd(ENABLE); //等待PLL準(zhǔn)備就緒 while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET); //設(shè)置PLL為系統(tǒng)時鐘源 RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); //判斷PLL是否是系統(tǒng)時鐘 while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08); } //允許TIM2的時鐘 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE); //允許GPIO的時鐘 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); } void TIMER_cfg() { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; //重新將Timer設(shè)置為缺省值 TIM_DeInit(TIM2); //采用內(nèi)部時鐘給TIM2提供時鐘源 TIM_InternalClockConfig(TIM2); //預(yù)分頻系數(shù)為36000-1，這樣計數(shù)器時鐘為72MHz/36000 = 2kHz TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 36000 - 1; //設(shè)置時鐘分割 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //設(shè)置計數(shù)器模式為向上計數(shù)模式 TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //設(shè)置計數(shù)溢出大小，每計2000個數(shù)就產(chǎn)生一個更新事件 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 2000 - 1; //將配置應(yīng)用到TIM2中 TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure); //清除溢出中斷標(biāo)志 TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); //禁止ARR預(yù)裝載緩沖器 TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, DISABLE); //開啟TIM2的中斷 TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE); } void NVIC_cfg() { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //選擇中斷分組1 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); //選擇TIM2的中斷通道 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel; //搶占式中斷優(yōu)先級設(shè)置為0 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //響應(yīng)式中斷優(yōu)先級設(shè)置為0 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //使能中斷 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); } void GPIO_cfg() { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //選擇引腳5 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //帶上拉電阻輸出 GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); } 在stm32f10x_it.c中，我們找到函數(shù)TIM2_IRQHandler()，并向其中添加代碼 void TIM2_IRQHandler(void) { u8 ReadValue; //檢測是否發(fā)生溢出更新事件 if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) { //清除TIM2的中斷待處理位 TIM_ClearITPendingBit(TIM2 , TIM_FLAG_Update); //將PB.5管腳輸出數(shù)值寫入ReadValue ReadValue = GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_5); if(ReadValue == 0) { GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); } else { GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); } } }
| 
