• STM32 定时器介绍--基本定时器

    目录

    基本定时器

    1.功能框图

    1-时钟源

    2-控制器

    3-时基单元

    4-影子寄存器

    2.定时时间的计算

    3.时基初始化结构体

    4.实验设计

    1-配置时基初始化结构体

    2-开启定时器更新中断（即定时时间到了）

    3-编写main函数

    在我之前文章中说过一个系统定时器SysTick，它存在于内核，嵌套在NVIC中，所有的Cortex-M内核的单片机都具有这个定时器。而今天介绍的STM32定时器是相当于一个外设，功能更加丰富全面。

    SysTick定时器文章链接：

    STM32 系统定时器--SysTick_systick中断_Haohao fighting！的博客-CSDN博客

    定时器分类：基本定时器(TIM6和TIM7)、通用定时器（TIM2、TIM3、TIM4和TIM5）、高级定时器（TIM1和TIM8）

    功能：基本定时器：只能实现定时的功能

              通用定时器：定时、输出比较、输入捕获、互补输出

              高级定时器：包含了基本定时器和通用定时器的所有功能。

    STM32F103系列有2个高级定时器TIM1和TIM8，4个通用定时器TIM2/3/4/5，2个基本定时器TIM6和TIM7。

    基本定时器

    计数器16bit，只能从0开始向上计数。没有外部的GPIO，是内部资源，只能用来定时。时钟来自PCLK1，为72M，可实现1~65536分频。

    1.功能框图

    1-时钟源

    时钟源来自RCC的TIMx_CLK（属于内部的CK_INT）

    基本定时器和通用定时器是挂载到APB1总线上，由于APB1的预分频系数是2，所以频率要×2，也就是72M。

    2-控制器

    控制器用于控制定时器的：复位、使能、计数、触发DAC。涉及到的寄存器为：CR1/2、DIER（DMA/中断使能寄存器）、EGR（事件产生寄存器）、SR（状态寄存器）

    3-时基单元

    定时器最主要的就是时基部分：包括预分频器、计数器、自动重装载寄存器。这些所有定时器都有。

    预分频器PSC (寄存器 TIMx_PSC控制)：

    结构框图中：CK_PSC就是从APB1得到的时钟（72M），预分频控制寄存器的值就是PSC里面的值，而CK_CNT就是分频最终得到的值。

    16位的预分频器PSC对内部时钟CK_PSC进行分频之后，得到计数器时钟CK_CNT=CK_PSC（预分频器时钟）/(PSC（预分频因子）+1)

    计数器CNT在计数器时钟的驱动下开始计数，计数一次的时间为1/CK_CNT。

    计数器、自动重装载寄存器

    定时器使能(CEN置1)后，计数器 CNT在CK_CNT 驱动下计数，当TCNT值（计数器的值）与ARR 的设定值（自动重装载寄存器的值，自动重装载寄存器是16位的，最大值是65535）相等时就自动生成事件（如果使能中断就产生中断）并 CNT 自动清零，然后自动重新开始计数，如此重复以上过程。

    4-影子寄存器

    功能框图上有个影子，PSC和ARR都有影子寄存器。

    什么是影子寄存器？

    这表示在物理上这个寄存器对应2个寄存器：一个是我们可以可以写入或读出的寄存器，称为预装载寄存器，另一个是我们看不见的、无法真正对其读写操作的，但在使用中真正起作用的寄存器，称为影子寄存器。

    每次发生更新事件(UEV)时，所有真正起作用的影子寄存器(shadowregister)可以同时被更新为预装载寄存器 (preloadregister)里面的值，这样可以保证多个通道的操作能够准确同步；如果没有影子寄存器(shadowregister)，或者预装载寄存器 (preloadregister) 和影子寄存器 (shadowregister)是直通的，当软件更新了预装载寄存器 (preloadregister)，也就立即更新了影子寄存器 (shadowregister)，由于软件不能同时更新多个影子寄存器，这就会导致多个通道的时序不能同步。

    原文链接：

    https://blog.csdn.net/weixin_51703421/article/details/126500556

    影子寄存器的存在起到一个缓冲的作用，用户值->寄存器->影子寄存器->起作用。例如：自动重装载的影子寄存器（ARR寄存器）：自动重载寄存器是预装载的。对自动重载寄存器执行写入或读取操作时会访问预装载寄存器。预装载寄存器的内容既可以直接传送到影子寄存器，也可以在每次发生更新事件 (UEV) 时传送到影子寄存器。也就是说，在CNT计数器计数的过程中，自动重装载寄存器的值可以随时更改，更改的数值可以立刻起作用，也可以在本轮计数完成之后再起作用。是否立刻起作用可以通过软件来进行控制。由控制寄存器 1(TIMx_CR1)的ARPE位来控制。0：TIMx_ARR寄存器没有缓冲 1：TIMx_ARR寄存器具有缓冲。

    而PSC的影子寄存器，只能在这一轮计数完成之后的下一轮才开始起作用。这个是不能通过软件来控制的

    如果不使用影子寄存器则用户值在写到寄存器之后则里面起作用。

    2.定时时间的计算

    PSC = 72-1，定时器内部时钟为72MHz，定时器频率=72M/(PSC+1)=1MHz，近似时间为1微秒。

    若我们设定ARR（自动重装载寄存器）= 1000-1，设定为向上计数模式，从0计数到999，则计了1000次。

    中断周期   T = 1000 *1/1MHz = 1ms

    3.时基初始化结构体

    时基初始化结构体 TIM_TimeBaseInitTypeDef 里面有5个成员，TIM6和TIM7的寄存器里面只有TIM_Prescaler和TIM_Period，所以使用TIM6和TIM7的时候只需初始化这两个成员即可，另外三个成员是通用定时器和高级定时器才有。TIM_Prescaler对应预分频器(TIMx_PSC)，TIM_Period对应自动重装载寄存器(TIMx_ARR)。

    1. typedef struct
    2. { 
    3.    TIM_Prescaler             都有
    4.    TIM_CounterMode			 TIMx,x[6,7]没有，其他都有
    5.    TIM_Period                都有
    6.    TIM_ClockDivision         TIMx,x[6,7]没有，其他都有
    7.    TIM_RepetitionCounter     TIMx,x[1,8,15,16,17]才有
    8. }TIM_TimeBaseInitTypeDef;

    4.实验设计

    基本定时器产生500MS定时，在主函数里面让LED反转

    设计思路：让基本定时器产生1ms的中断，到了1ms之后进入中断服务函数，中断服务函数里的变量自加，加到500之后代表到了500ms。我们可以在主函数内部判断变量值是否等于500，到了500让LED翻转一次。

    这个就与51或者蓝桥杯的定时器0、1、2的定时功能差不多，我们通过定时的功能，完成一个固定周期的重复事件。

    1-配置时基初始化结构体

    首先宏定义硬件，基本定时器的时钟，自动重装载的值，时钟分频因子，定时器的中断通道（在使用高级定时器的时候只更改这些即可）。

    1. /********************基本定时器TIM参数定义，只限TIM6、7************/
    2.  
    3. #define BASIC_TIM6 // 如果使用TIM7，注释掉这个宏即可
    4.  
    5. #ifdef  BASIC_TIM6 // 使用基本定时器TIM6
    6. #define            BASIC_TIM                   TIM6
    7. #define            BASIC_TIM_APBxClock_FUN     RCC_APB1PeriphClockCmd
    8. #define            BASIC_TIM_CLK               RCC_APB1Periph_TIM6
    9. #define            BASIC_TIM_Period            1000-1 //自动重装载的值 1000次计数进一次中断，也就是1毫秒进一次中断
    10. #define            BASIC_TIM_Prescaler         71     //时钟分频因子 控制计数一次的时间 72/(71+1) = 1M 也就是1微秒
    11. #define            BASIC_TIM_IRQ               TIM6_IRQn //中断源 所有的中断源在 stm32f10x.h文件中
    12. #define            BASIC_TIM_IRQHandler        TIM6_IRQHandler
    13.  
    14. #else  // 使用基本定时器TIM7
    15. #define            BASIC_TIM                   TIM7
    16. #define            BASIC_TIM_APBxClock_FUN     RCC_APB1PeriphClockCmd
    17. #define            BASIC_TIM_CLK               RCC_APB1Periph_TIM7
    18. #define            BASIC_TIM_Period            1000-1
    19. #define            BASIC_TIM_Prescaler         71
    20. #define            BASIC_TIM_IRQ               TIM7_IRQn
    21. #define            BASIC_TIM_IRQHandler        TIM7_IRQHandler
    22.  
    23. #endif

    配置、初始化时基结构体，配置、初始化NVIC结构体。

    1. // 中断优先级配置
    2. static void BASIC_TIM_NVIC_Config(void)//涉及到中断就要配置、初始化 NVIC
    3. {
    4.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 
    5.     // 设置中断组为0
    6.     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);		
    7. 		// 设置中断来源
    8.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = BASIC_TIM_IRQ ;	
    9. 		// 设置主优先级为 0
    10.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;	 
    11. 	  // 设置抢占优先级为3
    12.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;	
    13.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    14.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    15. }
    16.  
    17.  
    18. static void BASIC_TIM_Mode_Config(void)//初始化时基结构体
    19. {
    20.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;	
    21. 	
    22. 	// 开启定时器时钟,即内部时钟CK_INT=72M
    23.     BASIC_TIM_APBxClock_FUN(BASIC_TIM_CLK, ENABLE);
    24. 	
    25. 		// 自动重装载寄存器的值，累计TIM_Period+1个频率后产生一个更新或者中断
    26.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = BASIC_TIM_Period;	
    27.  
    28. 	  // 时钟预分频数为
    29.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= BASIC_TIM_Prescaler;
    30. 	
    31. 		// 时钟分频因子 ，基本定时器没有，不用管
    32.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
    33. 		
    34. 		// 计数器计数模式，基本定时器只能向上计数，没有计数模式的设置
    35.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; 
    36. 		
    37. 		// 重复计数器的值，基本定时器没有，不用管
    38. 		TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
    39. 	
    40. 	  // 初始化定时器
    41.     TIM_TimeBaseInit(BASIC_TIM, &TIM_TimeBaseStructure);
    42. 		
    43. 		// 清除计数器中断标志位
    44.     TIM_ClearFlag(BASIC_TIM, TIM_FLAG_Update);
    45. 	  
    46. 		// 开启计数器中断
    47.     TIM_ITConfig(BASIC_TIM,TIM_IT_Update,ENABLE);
    48. 		
    49. 		// 使能计数器
    50.     TIM_Cmd(BASIC_TIM, ENABLE);	
    51. }
    52.  
    53. void BASIC_TIM_Init(void)
    54. {
    55. 	BASIC_TIM_NVIC_Config();
    56. 	BASIC_TIM_Mode_Config();
    57. }

    2-开启定时器更新中断（即定时时间到了）

    具体哪个定时器，具体哪种中断。这里用到的是更新中断，计数器从n计数到m为一轮产生的中断就叫做更新中断。

    1. extern volatile uint32_t time;
    2.  
    3. void  BASIC_TIM_IRQHandler (void)
    4. {
    5. 	if ( TIM_GetITStatus( BASIC_TIM, TIM_IT_Update) != RESET )//判断是否产生中断 
    6. 	{	
    7. 		time++;
    8. 		TIM_ClearITPendingBit(BASIC_TIM , TIM_FLAG_Update);  		 
    9. 	}		 	
    10. }

    3-编写main函数

    1. int main(void)
    2. {
    3. 	/*在程序来到main函数这里的时候，系统时钟已经配置成72M*/
    4. 	LED_GPIO_Config();//初始化函数
    5. 	BASIC_TIM_Init();
    6. 	
    7. 	while(1)
    8. 	{
    9. 		if(time == 500)
    10. 		{
    11. 			time = 0;		    
    12. 			LED1_TOGGLE;/* LED1 取反 实现LED1的亮灭反转*/  
    13. 		}
    14. 	}
    15. }

     完整程序下载链接：

    链接：https://pan.baidu.com/s/13eb3qHm4YVtHELPXYBJXdQ 
    提取码：hjaw 

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/ChenWenHaoHaoHao/article/details/133185618