GD32F103x 定时器

1.   定时器的基本介绍

STM32的定时器主要分为三种：高级定时器、通用定时器、基本定时器。

即：高级定时器具有捕获/比较通道和互补输出，死区时间，通用定时器只有捕获/比较通道，基本定时器没有以上两者。 

1. 基本定时器

1.时钟源

时钟源来自RCC的CK_TIMER，就是内部时钟（CK_INT）直接经过控制器传给时基单元充当

PSC_CLK。

2.控制器

控制定时器的复位、使能、计数、DAC触发

3.基本时基单元

1>预分频器（PSC）perscaler
分频、得到计时器的时钟，即CNT计数1次所需要的时间,预分频器时16位的寄存器、所以可分频为1-65536。
基本定时器只能选择内部时钟，故预分频器直接输入端，即内部时钟CK_INT(一般为72MHz)
预分频器（PSC）写0（1分频或者不分频）：则SK_CNT输出72MHz，
写1（2分频）：输出36MHz，写2（3分频）：输出24MHz。
故实际分频系数=预分配系数+1（分频器是16位，故最大位65525）。

2>计数器(CNT)counter
用来计数，到达设定值后，会产生中断。

3>自动重装寄存器（ARR）Auto Reload Register
CNT加到ARR的值之后，会产生一个事件或中断或DMA请求，中断用得比较多

UI(向上的箭头)中断响应，更新中断后会通向NVIC,再通向CPU
U(向下的箭头)事件响应：触发其他外设工作

4.主模式触发DAC功能

1）能让内部的硬件再不受程序的控制下实现自动运行，若利用好，可以极大地减轻CPU的负担。
2）用途：使我们使用DAC的时候，用DAC输出一段波形，则需要每隔一段事件触发一次DAC，让它输出下一个电压点。
用正常思维实现：先设置一个定时器产生中断，每隔一段时间再中断程序中调用代码手动触发一次DAC转换，然后DAC输出。这样会使主程序处于频繁被中断的状态，会影响主程序的运行和其他中断的响应
故定时器设置了一个主模式，使用主模式可以把定时器的更新事件映射到触发输出TRGO（Trigger Out）的位置，然后TRGO直接接到DAC的触发转换引脚上，这样定时器的更新就不需要用中断来触发DAC(数模转换)转换了
仅仅需要将更新事件通过主模式映射到TRGO，然后TRGO就会直接去触发DAC,整个过程不需要软件的参与，实现了硬件的自动化，这就是主模式的作用。

2. 通用定时器 

框图可以分为四个大部分，分别是：①时钟产生器部分，②时基单元部分，③输入捕获部分、④输出比较部分。 

位于低速的APB1总线上(APB1)
16 位向上、向下、向上/向下(中心对齐)计数模式，自动装载计数器（TIMx_CNT）。
16 位可编程(可以实时修改)预分频器(TIMx_PSC)，计数器时钟频率的分频系数 为 1～65535 之间的任意数值。
4 个独立通道（TIMx_CH1~4），这些通道可以用来作为： 
        ① 输入捕获 

        ② 输出比较

        ③ PWM 生成(边缘或中间对齐模式) 

        ④ 单脉冲模式输出 

可使用外部信号（TIMx_ETR）控制定时器和定时器互连（可以用 1 个定时器控制另外一个定时器）的同步电路。
如下事件发生时产生中断/DMA（6个独立的IRQ/DMA请求生成器）： 
        ①更新：计数器向上溢出/向下溢出，计数器初始化(通过软件或者内部/外部触发) 

        ②触发事件(计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数) 

        ③输入捕获 

        ④输出比较 

        ⑤支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路 

        ⑥触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理

STM32 的通用定时器可以被用于：测量输入信号的脉冲长度(输入捕获)或者产生输出波形(输出比较和 PWM)等。   
使用定时器预分频器和 RCC 时钟控制器预分频器，脉冲长度和波形周期可以在几个微秒到几个毫秒间调整。STM32 的每个通用定时器都是完全独立的，没有互相共享的任何资源。

 

3. 计数器模式
通用定时器可以向上计数、向下计数、向上向下双向计数模式。

①向上计数模式：计数器从0计数到自动加载值(TIMx_ARR)，然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件。

②向下计数模式：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。

③中央对齐模式（向上/向下计数）：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. 输出PWM波

PWM模式运行产生:
        定时器2、3和4可以产生4独立的信号

        频率和占空比可以进行如下设定:

                一个自动重载寄存器用于设定PWM的周期;

                每个PWM通道有一个捕捉比较寄存器用于设定占空时间。

                例如:产生一个40KHz的PWM信号:在定时器2的时钟为72MHz下，占空比为50% 。预分频寄存器设置为0 (计数器的时钟为TIM1CLK/(O+1))，自动重载寄存器设为                         1799，CCRx寄存器设为899。

• 两种可设置PWM模式:

        边沿对齐模式（PWM0或者PWM1）

    

 

3. 高级定时器  

 

2.定时器应用

总结：定时器功能是很强大的。大多内容都是手册上 看的。我们需要定时器什么功能根据手册一步一步来配置。也这一看官方的dome快速上手。

 3. 输出PWM不断修改占空比来实现呼吸灯。（通用定时器2）

PWM_pulse.h

#ifndef PWM_PULSE_H
#define PWM_PULSE_H
 
#include "gd32f10x.h"
 
void timer2_pwm_init(uint16_t psr, uint16_t arr);   //初始化timer2的pwm输出参数
void timer2_pwm_duty_set(uint16_t duty);   // 调整pwm的占空比
 
#endif

PWM_pulse.c

#include "pwm_pulse.h"
 
//功能：初始化timer2的pwm输出参数
//psr: 预分频
//arr: 自动重装载
 
void timer2_pwm_init(uint16_t psr, uint16_t arr){
	timer_parameter_struct timer_init_struct;
	timer_oc_parameter_struct timer_oc_init_struct;
	
	// 时钟源和io口pb0的初始化
	rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER2); /* 开启定时器的时钟 */
	rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);  /* 开启GPIOB的时钟 */
	rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);     /* 开启复用的时钟 */
	
	gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_0); /* GPIO初始化 */
	
	// 初始化timer2
	timer_deinit(TIMER2);
	timer_init_struct.prescaler = psr;
	timer_init_struct.period = arr;  //自动装载值
	timer_init_struct.alignedmode = TIMER_COUNTER_EDGE;  //边沿对齐
	timer_init_struct.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP; //计数方向
	timer_init(TIMER2, &timer_init_struct);
	
	// PWM的初始化
	timer_oc_init_struct.outputstate = TIMER_CCX_ENABLE;  //使能通道
	timer_channel_output_config(TIMER2, TIMER_CH_2, &timer_oc_init_struct);
	
	timer_channel_output_mode_config(TIMER2,TIMER_CH_2, TIMER_OC_MODE_PWM0); /* PWM0模式 */
	
	// 使能timer2
	timer_enable(TIMER2);
}
 
// 功能：调整pwm的占空比
// duty: 捕获/比较
void timer2_pwm_duty_set(uint16_t duty){
	timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER2, TIMER_CH_2, duty); //设置 捕获/比较值
}

 main.c

对PB0上的LED现在呼吸灯。

 硬件电路：

把PB0配置成定时器2复用功能。

在代码中ARR:100  捕获寄存器：从1~ 100。(它决定占空比大小）。

简单画了一个图：在代码里选择的是PWM0模式。如果有示波器就会看到占空比不停变大，然后又不停的变小。不停循环。LED从暗到亮。然后又从亮到暗。不停循环。如果改成PWM1模式刚好反过来。具体可以自己试。