飛控開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)-[2] STM32定時(shí)器（LED航情燈、指示燈閃爍）

ID:716213 · 發(fā)表于 2020-3-26 15:48

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2020-3-26 15:39 上傳

定時(shí)器（LED航情燈、指示燈閃爍）

一、定時(shí)器簡(jiǎn)介
定時(shí)器具有定時(shí)功能，類(lèi)似于生活中的“鬧鐘”，可以用定時(shí)器產(chǎn)生精確的定時(shí)時(shí)間，用來(lái)延時(shí)或者處理一些實(shí)時(shí)事件。

STM32系列的定時(shí)器分為基本定時(shí)器、通用定時(shí)器、高級(jí)控制定時(shí)器。后者包括前者的全部功能。通常地，STM32高級(jí)定時(shí)器是TIM1、TIM8，通用定時(shí)器是TIM2、TIM3、TIM4、TIM5，基本定時(shí)器是TIM6、TIM7。

而飛控的主核心STM32F103CBT6則有4路16位定時(shí)器分別是高級(jí)定時(shí)器TIM1、通用定時(shí)器TIM2、TIM3以及TIM4。

二、定時(shí)器寄存器

STM32F103定時(shí)器相關(guān)的寄存器眾多，這里只講解重要的幾個(gè)寄存器。

（1）TIMx_CR1：使能寄存器，最低位控制寄存器的開(kāi)關(guān)，如下圖所示：

TIM_CR1寄存器主要配置定時(shí)器的循環(huán)計(jì)數(shù)、使能等操作，例如CEN位為1是使能計(jì)數(shù)，為0是關(guān)閉計(jì)數(shù)。

（2）TIMx_DIER：定時(shí)器中斷使能寄存器，最低位控制事件更新中斷的開(kāi)關(guān)，如下圖所示：

該寄存的主要功能是配置定時(shí)器是定時(shí)器的中斷使能位，主要使用的是UIE位，UIE為1是使能中斷，為0時(shí)關(guān)閉中斷。

（3）TIMx_PSC：定時(shí)器時(shí)鐘分頻寄存器,如下圖所示：

該寄存器負(fù)責(zé)把定時(shí)器時(shí)鐘分頻之后，再輸出給計(jì)數(shù)器，PSC[15:0]為分頻系數(shù)。

（4）TIMx_ARR：定時(shí)器自動(dòng)重裝載寄存器，如下圖所示：

ARR[15:0]為自動(dòng)重裝載值，當(dāng)定時(shí)器采用向上計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)值等于ARR時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)更新事件；當(dāng)定時(shí)器采用向下計(jì)數(shù)時(shí)，最開(kāi)始將ARR的值賦給計(jì)數(shù)值，計(jì)數(shù)值向下累減為0時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)更新事件，再次將ARR的值賦給計(jì)數(shù)值，進(jìn)行新一輪的向下計(jì)數(shù)。

（5）TIMx_SR：狀態(tài)寄存器，標(biāo)記當(dāng)前與定時(shí)器相關(guān)的各種事件/中斷是否發(fā)生，我們只用到最低位表示事件更新中斷的標(biāo)志位，如下圖所示：

該寄存器主要用于查看定時(shí)器的更新中斷標(biāo)志位，當(dāng)計(jì)數(shù)發(fā)生上溢或者下溢時(shí)，UIF位將被置1，標(biāo)志一次計(jì)數(shù)完成。

三、定時(shí)器實(shí)驗(yàn)

本節(jié)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是主要是針對(duì)GPIO中的周期性點(diǎn)亮無(wú)人機(jī)的航情燈以及信號(hào)燈，對(duì)其進(jìn)行變形，使用通用定時(shí)器TIM3精確定時(shí)周期性點(diǎn)亮及關(guān)閉無(wú)人機(jī)的航情燈以及信號(hào)燈。

同樣也是查看原理圖可以得知無(wú)人機(jī)的航情燈同一接在NPN三極管Q1上，而三極管的基極又接在了單片機(jī)的PA8上；兩個(gè)信號(hào)燈分別接在了PC13和PC14上。

關(guān)于GPIO這部分的驅(qū)動(dòng)代碼可以沿襲保留，不同的是需要加入定時(shí)器的初始化以及配置定時(shí)器中斷，編寫(xiě)代碼的思路如下表所示。

編程思路

1	管腳配置	1、定義結(jié)構(gòu)體； 2、使能時(shí)鐘； 3、填充結(jié)構(gòu)體； 4、裝載結(jié)構(gòu)體。
2	定時(shí)器配置	1、定義結(jié)構(gòu)體； 2、使能時(shí)鐘； 3、填充結(jié)構(gòu)體； 4、裝載結(jié)構(gòu)體； 5、使能時(shí)鐘； 6、使能定時(shí)器。
3	中斷管理配置	1、定義結(jié)構(gòu)體； 2、填充結(jié)構(gòu)體； 3、裝載結(jié)構(gòu)體。
4	中斷邏輯處理	1、判斷是否觸發(fā)中斷； 2、清除標(biāo)志位； 3、其它邏輯。

按照代碼思路，編寫(xiě)代碼（通過(guò)調(diào)用官方庫(kù)）如下圖所示為GPIO相關(guān)驅(qū)動(dòng)代碼：

完成配置GPIO后，便是對(duì)定時(shí)器進(jìn)行配置，我們的STM32是外接了8MHz的晶振的，主頻是72MHz先來(lái)看一下時(shí)鐘樹(shù)圖，如下圖所示。

定時(shí)器是掛載在APB1時(shí)鐘總線下的（從手冊(cè)可知），從時(shí)鐘樹(shù)圖中可知APB1用于定時(shí)器的時(shí)鐘頻率在未分頻的是情況下72MHz，根據(jù)定時(shí)器時(shí)鐘分頻寄存器（TIMx_PSC）以及定時(shí)器自動(dòng)重裝載寄存器（TIMx_ARR）之間的關(guān)系，可以得出，定時(shí)時(shí)間：

Tout=((arr+1)*(psc+1))/Ft s