ARM嵌入基础应用 5

第09章

定时器与

脉冲宽度调制作者：黄克亚2025年5月本章概要CONTENTSSTM32F103定时器概述通用定时器定时器秒计时项目实施定时器相关库函数基本定时器高级定时器PWM呼吸灯项目实施9.1STM32F103定时器概述微控制器中的定时器本质上是一个计数器,可以对内部脉冲或外部输入进行计数,不仅具有基本的延时/计数功能,还具有输入捕获、输出比较和PWM波形输出等高级功能。9.1STM32F103定时器概述定时器概述STM32F103定时器相比于传统的51单片机要完善和复杂得多，具有延时、频率测量、PWM输出、电机控制及编码接口等功能。基本定时器通用定时器高级定时器STM32F103微控制器内部集成了多个可编程定时器，可以分为基本定时器（TIM6和TIM7）、通用定时器（TIM2~TIM5）和高级定时器（TIM1、TIM8）3种类型。9.1STM32F103定时器概述定时器概述STM32F103定时器功能查询表主要特点基本定时器通用定时器高级定时器内部时钟CK_INT来源APB1分频器APB1分频器APB2分频器内部预分频器的位数(分频范围)16位(1~65536)16位(1~65536)16位(1~65536)内部计数器的位数（计数范围）16位(1~65536)16位(1~65536)16位(1~65536)更新中断和DMA√√√计数方向↑↑、↓、↑↓↑、↓、↑↓外部事件计数x√√定时器触发或级联x√√4个独立捕获/比较通道x√√单脉冲输出方式x√√正交编码器输入x√√霍尔传感器输入x√√刹车信号输入xx√带死区的PWM互补输出xx√9.2基本定时器基本定时器只有定时一个功能，结构简单、使用方便。9.2基本定时器9.2.1基本定时器简介STM32F103基本定时器TIM6和TIM7各包含一个16位自动装载计数器，由各自的可编程预分频器驱动。它们可以为通用定时器提供时间基准，特别地可以为数模转换器（DAC）提供时钟。9.2.2基本定时器的主要特性TIM6和TIM7定时器的主要功能包括：■

16位自动重装载累加计数器■16位可编程（可实时修改）预分频器，即用于输入的时钟按系数为1~65536之间的任意数值分频。■

触发DAC的同步电路■

在更新事件（计数器溢出）时产生中断/DMA请求9.2基本定时器基本定时器结构框图9.2基本定时器9.2.3基本定时器的功能这个可编程定时器的主要部分是一个带有自动重装载的16位累加计数器，计数器的时钟通过一个预分频器得到。软件可以读写计数器（TIMx_CNT）、自动重装载寄存器（TIMx_ARR）和预分频寄存器（TIMx_PSC），即使计数器运行时也可以操作。1.时基单元从STM32F103基本定时器内部结构图可以看出，基本定时器TIM6和TIM7只有一个时钟源，即内部时钟CK_INT。基本定时器TIM6和TIM7的TIMxCLK来源于APB1预分频器的输出，系统默认情况下，APB1的时钟频率为36MHz，而挂接在APB1总线的TIMxCLK的频率是APB1总线频率的2倍，即72MHz。2.时钟源9.2基本定时器9.2.3基本定时器的功能预分频可以以系数介于1至65536之间的任意数值对计数器时钟分频。它是通过一个16位寄存器(TIMx_PSC)的计数实现分频。因为TIMx_PSC控制预分频寄存器具有缓冲作用，可以在运行过程中改变它的数值，新的预分频数值将在下一个更新事件中起作用。3.预分频器预分频系数从1变到2的计数器时序图9.2基本定时器9.2.3基本定时器的功能STM32F103基本定时器只有向上计数工作模式，其工作过程如图所示，其中↑表示产生溢出事件。4.计数模式向上计数模式基本定时器工作时，脉冲计数器TIMx_CNT从0累加计数到自动重装载数值(TIMx_ARR寄存器)，然后重新从0开始计数并产生一个计数器溢出事件。由此可见，如果使用基本定时器进行延时，延时时间可以由以下公式计算：延时时间=（TIMx_ARR+1）X（TIMx_PSC+1）/TIMxCLK9.2基本定时器9.2.3基本定时器的功能计数器时序图（内部时钟分频系数为1）计数器时序图（内部时钟分频系数为2）延时时间计算公式：延时时间=（TIMx_ARR+1）×（TIMx_PSC+1）/TIMxCLK9.2基本定时器9.2.4基本定时器寄存器现将STM32F103基本定时器相关寄存器名称介绍如下，可以用半字(16位)或字(32位)的方式操作这些外设寄存器，由于我们是采用库函数方式编程，故不作进一步的探讨。■TIM6和TIM7控制寄存器1(TIMx_CR1)■TIM6和TIM7控制寄存器2(TIMx_CR2)■TIM6和TIM7DMA/中断使能寄存器(TIMx_DIER)■TIM6和TIM7状态寄存器(TIMx_SR)■TIM6和TIM7事件产生寄存器(TIMx_EGR)■TIM6和TIM7计数器(TIMx_CNT)■TIM6和TIM7预分频器(TIMx_PSC)■TIM6和TIM7自动重装载寄存器(TIMx_ARR)9.3通用定时器与基本定时器相比，STM32F103微控制器通用定时器数量多，功能强，除具备基本的定时功能外，还可用于测量输入脉冲的频率和脉冲宽度以及输出PWM波形等场合，还具有编码器接口。9.3通用定时器9.3.1通用定时器简介通用定时器（TIM2、TIM3、TIM4和TIM5）是一个通过可编程预分频器驱动的16位自动装载计数器构成。它适用于多种场合，包括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）。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。每个定时器都是完全独立的，没有互相共享任何资源。它们可以一起同步操作。9.3通用定时器9.3.2通用定时器主要功能通用TIMx(TIM2、TIM3、TIM4和TIM5)定时器功能包括：■16位向上、向下、向上/向下自动装载计数器。■16位可编程(可以实时修改)预分频器。■4个独立通道：◆

输入捕获◆

输出比较◆

PWM生成◆

单脉冲模式输出■

使用外部信号控制定时器和定时器互连的同步电路。■

如下事件发生时产生中断/DMA：◆

更新：◆

触发事件◆

输入捕获◆

输出比较■

支持针对定位的增量（正交）编码器和霍尔传感器电路。■

触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理。9.3通用定时器9.3.3通用定时器功能描述通用定时器内部结构如图所示，相比于基本定时器其内部结构要复杂多，其中最显著的地方就是增加了4个捕获/比较寄存器TIMx_CCR，这也是通用定时器之所以拥有那么多强大功能的原因。9.3通用定时器9.3.3通用定时器功能描述可编程通用定时器的主要部分是一个16位计数器和与其相关的自动装载寄存器。这个计数器可以向上计数、向下计数或者向上向下双向计数。时基单元包含：计数器寄存器(TIMx_CNT)、预分频器寄存器(TIMx_PSC)和自动装载寄存器(TIMx_ARR)。1.时基单元PSC预分频器可以将计数器的时钟频率按1~65536之间的任意值分频。它是基于一个（在TIMx_PSC寄存器中的）16位寄存器控制的16位计数器。具有缓冲作用，可以在运行过程中改变它的数值，新的预分频数值将在下一个更新事件中起作用。9.3通用定时器9.3.3通用定时器功能描述向上计数模式

计数器在时钟CK_CNT的驱动下从0计数到自动重装载寄存器TIMx_ARR的预设值,然后重新从0开始计数,并产生一个计数器溢出事件,可触发中断或DMA请求。当发生一个更新事件时,所有的寄存器都被更新,硬件同时设置更新标志位。2.计数模式工作在向上计数模式下的通用定时器，当自动重装载寄存器TIMx_ARR的值为0x36，内部预分频系数为4（预分频寄存器TIMx_PSC的值为3）的计数器时序图。9.3通用定时器9.3.3通用定时器功能描述向下计数模式计数器在时钟CK_CNT的驱动下从自动重装载寄存器TIMx_ARR的预设值开始向下计数到0,然后从自动重装载寄存器TIMx_ARR的预设值重新开始计数,并产生一个计数器溢出事件,可触发中断或DMA请求。当发生一个更新事件时,所有的寄存器都被更新,硬件同时设置更新标志位。2.计数模式工作在向下计数模式下，自动重装载寄存器值为0x36，内部预分频系数为2的计数器时序图。9.3通用定时器9.3.3通用定时器功能描述向上/向下计数模式（又称中央对齐模式或双向计数模式）向上/向下计数模式又称为中央对齐模式或双向计数模式，其工作过程如图所示，计数器从0开始计数到自动加载的值（TIMx_ARR寄存器）-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下溢事件；然后再从0开始重新计数。2.计数模式工作在向上/向下计数模式下的通用定时器，当自动重装载寄存器TIMx_ARR的值为0x06，内部预分频系数为1（预分频寄存器TIMx_PSC的值为0）的计数器时序图9.3通用定时器9.3.3通用定时器功能描述内部时钟CK_INT来自RCC的TIMxCLK，根据STM32F103时钟树，通用定时器TIM2~TIM5内部时钟CK_INT的来源TIM_CLK，与基本定时器相同，都是来自APB1预分频器的输出，通常情况下，其时钟频率是72MHz。内部时钟(CK_INT)外部输入捕获引脚TIx（外部时钟模式1）来自外部输入捕获引脚上的边沿信号。计数器可以在选定的输入端（引脚1：TI1FP1或TI1F_ED，引脚2：TI2FP2）的每个上升沿或下降沿计数外部时钟模式1：外部输入捕获引脚(TIx)外部触发输入引脚ETR（外部时钟模式2）来自外部引脚ETR。计数器能在外部触发输入ETR的每个上升沿或下降沿计数。外部时钟模式2：外部触发输入(ETR)使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器。内部触发输入ITRx来自芯片内部其他定时器的触发输入，使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器，例如，可以配置TIM1作为TIM2的预分频器。内部触发输入(ITRx)：相比于基本定时器单一的内部时钟源，STM32F103通用定时器的16位计数器的时钟源有多种选择，可由以下时钟源提供。3.时钟选择9.3通用定时器9.3.3通用定时器功能描述每一个捕获/比较通道都是围绕着一个捕获/比较寄存器（包含影子寄存器），包括捕获的输入部分（数字滤波、多路复用和预分频器）和输出部分(比较器和输出控制)。输入部分对相应的TIx输入信号采样，并产生一个滤波后的信号TIxF。然后，一个带极性选择的边缘检测器产生一个信号(TIxFPx)，它可以作为从模式控制器的输入触发或者作为捕获控制。该信号通过预分频进入捕获寄存器（ICxPS）。输出部分产生一个中间波形OCxRef（高有效）作为基准，链的末端决定最终输出信号的极性。4.捕获/比较通道9.3通用定时器9.3.4通用定时器工作模式1输入捕获模式2PWM输入模式3强置输出模式4输出比较模式5PWM模式√9.3通用定时器PWM模式PWM简介01PWM

是PulseWidthModulation的缩写，中文意思就是脉冲宽度调制，简称脉宽调制。它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，其控制简单、灵活和动态响应好等优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式，其应用领域包括测量、通信、功率控制与变换，电动机控制、伺服控制、调光、开关电源，甚至某些音频放大器，因此研究基于PWM技术的正负脉宽数控调制信号发生器具有十分重要的现实意义。PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用,方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。用PWM波代替正弦半波

9.3通用定时器PWM模式PWM实现02实现PWM的方法主要有传统的数字电路、微控制器普通I/O模拟和微控制器的PWM直接输出等。■传统的数字电路方式：用传统的数字电路实现PWM（如555定时器）。■微控制器普通I/O模拟方式：对于微控制器中无PWM输出功能情况（如51单片机），可以通过CPU操控普通I/O口来实现PWM输出。■微控制器的PWM直接输出方式：对于具有PWM输出功能的微控制器，在进行简单的配置后即可在微控制器的指定引脚上输出PWM脉冲。9.3通用定时器PWM模式PWM输出模式的工作过程03STM32F103微控制器脉冲宽度调制模式可以产生一个由TIMx_ARR寄存器确定频率、由TIMx_CCRx寄存器确定占空比的信号，其产生原理如图所示。STM32F103微控制器PWM产生原理9.3通用定时器PWM模式PWM输出模式的工作过程031）若配置脉冲计数器TIMx_CNT为向上计数模式，自动重装载寄存器TIMx_ARR的预设为N，则脉冲计数器TIMx_CNT的当前计数值X在时钟CK_CNT（通常由TIMxCLK经TIMx_PSC分频而得）的驱动下从0开始不断累加计数。2）在脉冲计数器TIMx_CNT随着时钟CK_CNT触发进行累加计数的同时，脉冲计数器TIMx_CNT的当前计数值X与捕获/比较寄存器TIMx_CCR的预设值A进行比较；如果X<A,输出高电平（或低电平）；如果X≥A，输出低电平（或高电平）。9.3通用定时器PWM模式PWM输出模式的工作过程033）当脉冲计数器TIMx_CNT的计数值X大于自动重装载寄存器TIMx_ARR的预设值N时，脉冲计数器TIMx_CNT的计数值清零并重新开始计数。如此循环往复，得到的PWM的输出信号周期为（N+1）×TCK_CNT。（其中，N为自动重装载寄存器TIMx_ARR的预设值，TCK_CNT为时钟CK_CNT的周期。PWM输出信号脉冲宽度为A×TCK_CNT，其中，A为捕获/比较寄存器TIMx_CCR的预设值，TCK_CNT为时钟CK_CNT的周期。）PWM输出信号的占空比为A/(N+1).自动重装载寄存器TIMx_ARR的预设值为8，4个捕获/比较寄存器TIMx_CCRx分别设为0、4、8和大于8时，通过用定时器的4个PWM通道的输出时序OCxREF和触发中断时序CCxIF如图所示。例如，在TIMx_CCR＝4情况下，当TIMx_CNT＜4时，OCxREF输出高电平；当TIMx_CNT≥4时，OCxREF输出低电平，并在比较结果改变时触发CCxIF中断标志。此PWM的占空比为4/(8+1)。9.4高级定时器高级定时器主要用于电机控制、相位锁定回路等特殊应用场合，本章仅作简单介绍。9.4高级定时器9.4.1高级定时器简介高级控制定时器（TIM1和TIM8）由一个16位的自动装载计数器组成，它由一个可编程的预分频器驱动。它适合多种用途，包含测量输入信号的脉冲宽度（输入捕获）或者产生输出波形（输出比较、PWM、嵌入死区时间的互补PWM等）。使用定时器预分频器和RCC时钟控制预分频器，可以实现脉冲宽度和波形周期从几个微秒到几个毫秒的调节。高级控制定时器（TIM1和TIM8）和通用定时器（TIMx）是完全独立的，它们不共享任何资源，可以同步操作。因为高级定时器的特殊功能，在普通应用中一般较少使用，所以不作为本书讨论的重点，如需详细了解可以查阅STM32中文参考手册。9.5定时器相关库函数头文件STM32F10x_tim.h用来存放定时器相关结构体和宏定义以及定时器库函数声明，源代码文件STM32F10x_tim.c用来存放定时器库函数定义9.5定时器相关库函数9.5.1函数TIM_DeInit例：/*ResetstheTIM2*/TIM_DeInit(TIM2);函数名TIM_DeInit函数原形voidTIM_DeInit(TIM_TypeDef*TIMx)功能描述将外设TIMx寄存器重设为缺省值输入参数TIMx：x可以是1~8，来选择TIM外设输出参数无返回值无先决条件无被调用函数RCC_APB1PeriphClockCmd().9.5定时器相关库函数9.5.2函数TIM_TimeBaseInittypedefstruct{uint16_tTIM_Prescaler;uint16_tTIM_CounterMode;uint16_tTIM_Period;uint16_tTIM_ClockDivision;uint8_tTIM_RepetitionCounter;//仅高级定时器TIM1和TIM8有效}TIM_TimeBaseInitTypeDef;函数名TIM_TimeBaseInit函数原形voidTIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef*TIMx,TIM_TimeBaseInitTypeDef*TIM_TimeBaseInitStruct)功能描述根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位输入参数1TIMx：x可以是1~8，来选择TIM外设输入参数2TIMTimeBase_InitStruct：指向结构TIM_TimeBaseInitTypeDef的指针，包含了TIMx时间基数单位的配置信息输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无9.5定时器相关库函数9.5.2函数TIM_TimeBaseInitTIM_Period:设置了在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值。它的取值必须在0x0000和0xFFFF之间。TIM_Prescaler:设置了用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值。它的取值必须在0x0000和0xFFFF之间。TIM_ClockDivision:设置了时钟分割。该参数取值见下表。TIM_ClockDivision描述TIM_CKD_DIV1TDTS=Tck_timTIM_CKD_DIV2TDTS=2Tck_timTIM_CKD_DIV4TDTS=4Tck_timTIM_CounterMode:选择了计数器模式。该参数取值见下表。TIM_CounterMode描述TIM_CounterMode_UpTIM向上计数模式TIM_CounterMode_DownTIM向下计数模式TIM_CounterMode_CenterAligned1TIM中央对齐模式1计数模式TIM_CounterMode_CenterAligned2TIM中央对齐模式2计数模式TIM_CounterMode_CenterAligned3TIM中央对齐模式3计数模式9.5定时器相关库函数9.5.3函数TIM_OC1InitTIM_OCMode:选择定时器模式函数名TIM_OC1Init函数原形voidTIM_OC1Init(TIM_TypeDef*TIMx,TIM_OCInitTypeDef*TIM_OCInitStruct)功能描述根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化TIMx通道1输入参数1TIMx：x可以是1、2、3、4、5或8，用于选择TIM外设输入参数2TIM_OCInitStruct：指向结构TIM_OCInitTypeDef的指针，包含了TIMx时间基数单位的配置信息。输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无NVIC_PriorityGroup描述NVIC_PriorityGroup_0先占优先级0位

从优先级4位NVIC_PriorityGroup_1先占优先级1位

从优先级3位NVIC_PriorityGroup_2先占优先级2位

从优先级2位NVIC_PriorityGroup_3先占优先级3位

从优先级1位NVIC_PriorityGroup_4先占优先级4位

从优先级0位9.5定时器相关库函数9.5.3函数TIM_OC1InitTIM_OutputState:选择输出比较状态TIM_Pulse:

设置了待装入捕获比较寄存器的脉冲值。它的取值必须在0x0000和0xFFFF之间。TIM_OCPolarity:输出极性。TIM_OutputNState:选择互补输出比较状态TIM_OutputState描述TIM_OutputState_Disable失能输出比较状态TIM_OutputState_Enable使能输出比较状态TIM_OutputNState描述TIM_OutputState_Disable失能输出比较

N状态TIM_OutputState_Enable使能输出比较

N状态TIM_OCPolarity描述TIM_OCPolarity_HighTIM输出比较极性高TIM_OCPolarity_LowTIM输出比较极性低9.5定时器相关库函数9.5.3函数TIM_OC1InitTIM_OCNIdleState:选择空闲状态下的非工作状态TIM_OutputNState:选择互补输出比较状态TIM_OCIdleState描述TIM_OCIdleState_Set当

MOE=0设置TIM输出比较空闲状态TIM_OCIdleState_Reset当

MOE=0重置TIM输出比较空闲状态TIM_OCNIdleState描述TIM_OCNIdleState_Set当

MOE=0设置TIM输出比较N空闲状态TIM_OCNIdleState_Reset当

MOE=0重置TIM输出比较N空闲状态例：/*ConfigurestheTIM1Channel1inPWMMode*/TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStructure;TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState=TIM_OutputNState_Enable;TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=0x7FF;TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low;TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity=TIM_OCNPolarity_Low;TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState=TIM_OCIdleState_Set;TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState=TIM_OCIdleState_Reset;TIM_OC1Init(TIM1,&TIM_OCInitStructure);9.5定时器相关库函数9.5.4函数TIM_OC2Init函数名TIM_OC2Init函数原形voidTIM_OC2Init(TIM_TypeDef*TIMx,TIM_OCInitTypeDef*TIM_OCInitStruct)功能描述根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化TIMx通道2输入参数1TIMx：x可以是1、2、3、4、5或8，用于选择TIM外设输入参数2TIM_OCInitStruct：指向结构TIM_OCInitTypeDef的指针，包含了TIMx时间基数单位的配置信息。输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无9.5.5函数TIM_OC3Init函数名TIM_OC3Init函数原形voidTIM_OC3Init(TIM_TypeDef*TIMx,TIM_OCInitTypeDef*TIM_OCInitStruct)功能描述根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化TIMx通道3输入参数1TIMx：x可以是1、2、3、4、5或8，用于选择TIM外设输入参数2TIM_OCInitStruct：指向结构TIM_OCInitTypeDef的指针，包含了TIMx时间基数单位的配置信息。输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无9.5定时器相关库函数9.5.6函数TIM_OC4Init函数名TIM_OC4Init函数原形voidTIM_OC4Init(TIM_TypeDef*TIMx,TIM_OCInitTypeDef*TIM_OCInitStruct)功能描述根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化TIMx通道4输入参数1TIMx：x可以是1、2、3、4、5或8，用于选择TIM外设输入参数2TIM_OCInitStruct：指向结构TIM_OCInitTypeDef的指针，包含了TIMx时间基数单位的配置信息。输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无9.5.7函数TIM_Cmd函数名TIM_Cmd函数原形voidTIM_Cmd(TIM_TypeDef*TIMx,FunctionalStateNewState)功能描述使能或者失能TIMx外设输入参数1TIMx：x可以是1~8，用于选择TIM外设输入参数2NewState:外设TIMx的新状态

这个参数可以取：ENABLE或者DISABLE输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无9.5定时器相关库函数9.5.8函数TIM_ITConfig函数名TIM_ITConfig函数原形voidTIM_ITConfig(TIM_TypeDef*TIMx,u16TIM_IT,FunctionalStateNewState)功能描述使能或者失能指定的TIM中断输入参数1TIMx：x可以是1~8，来选择TIM外设输入参数2TIM_IT：待使能或者失能的TIM中断源参阅Section：TIM_IT查阅更多该参数允许取值范围输入参数3NewState：TIMx中断的新状态这个参数可以取：ENABLE或者DISABLE输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无TIM_IT:输入参数TIM_IT使能或者失能TIM的中断。可以取下表的一个或者多个取值的组合作为该参数的值。TIM_IT描述TIM_IT_UpdateTIM中断源TIM_IT_CC1TIM捕获/比较1中断源TIM_IT_CC2TIM捕获/比较2中断源TIM_IT_CC3TIM捕获/比较3中断源TIM_IT_CC4TIM捕获/比较4中断源TIM_IT_TriggerTIM触发中断源9.5定时器相关库函数9.5.9函数TIM_OC1PreloadConfig函数名TIM_OC1PreloadConfig函数原形voidTIM_OC1PreloadConfig(TIM_TypeDef*TIMx,u16TIM_OCPreload)功能描述使能或者失能TIMx在CCR1上的预装载寄存器输入参数1TIMx：x可以是1、2、3、4、5或8，用于选择TIM外设输入参数2TIM_OCPreload：输出比较预装载状态参阅Section：TIM_OCPreload查阅更多该参数允许取值范围输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无TIM_OCPreload：输出比较预装载状态可以使能或者失能如下表。TIM_OCPreload描述TIM_OCPreload_EnableTIMx在CCR1上的预装载寄存器使能TIM_OCPreload_DisableTIMx在CCR1上的预装载寄存器失能9.5定时器相关库函数9.5.10函数TIM_OC2PreloadConfig函数名TIM_OC2PreloadConfig函数原形voidTIM_OC2PreloadConfig(TIM_TypeDef*TIMx,u16TIM_OCPreload)功能描述使能或者失能TIMx在CCR2上的预装载寄存器输入参数1TIMx：x可以是1、2、3、4、5或8，用于选择TIM外设输入参数2TIM_OCPreload：输出比较预装载状态输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无9.5.11函数TIM_OC3PreloadConfig函数名TIM_OC3PreloadConfig函数原形voidTIM_OC3PreloadConfig(TIM_TypeDef*TIMx,u16TIM_OCPreload)功能描述使能或者失能TIMx在CCR3上的预装载寄存器输入参数1TIMx：x可以是1、2、3、4、5或8，用于选择TIM外设输入参数2TIM_OCPreload：输出比较预装载状态输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无9.5定时器相关库函数9.5.12函数TIM_OC4PreloadConfig函数名TIM_OC4PreloadConfig函数原形voidTIM_OC4PreloadConfig(TIM_TypeDef*TIMx,u16TIM_OCPreload)功能描述使能或者失能TIMx在CCR4上的预装载寄存器输入参数1TIMx：x可以是1、2、3、4、5或8，用于选择TIM外设输入参数2TIM_OCPreload：输出比较预装载状态输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无9.5定时器相关库函数9.5.13函数TIM_GetFlagStatus函数名TIM_GetFlagStatus函数原形FlagStatusTIM_GetFlagStatus(TIM_TypeDef*TIMx,u16TIM_FLAG)功能描述检查指定的TIM标志位设置与否输入参数1TIMx：x可以是1~8，来选择TIM外设输入参数2TIM_FLAG：待检查的TIM标志位参阅Section：TIM_FLAG查阅更多该参数允许取值范围输出参数无返回值TIM_FLAG的新状态（SET或者RESET）先决条件无被调用函数无TIM_FLAG：下表给出了所有可以被函数TIM_GetFlagStatus检查的标志位列表TIM_FLAG描述TIM_FLAG_UpdateTIM更新标志位TIM_FLAG_CC1TIM捕获/比较1标志位TIM_FLAG_CC2TIM捕获/比较2标志位TIM_FLAG_CC3TIM捕获/比较3标志位TIM_FLAG_CC4TIM捕获/比较4标志位TIM_FLAG_TriggerTIM触发标志位TIM_FLAG_CC1OFTIM捕获/比较1溢出标志位TIM_FLAG_CC2OFTIM捕获/比较2溢出标志位TIM_FLAG_CC3OFTIM捕获/比较3溢出标志位TIM_FLAG_CC4OFTIM捕获/比较4溢出标志位9.5定时器相关库函数9.5.14函数TIM_ClearFlag函数名TIM_ClearFlag函数原形voidTIM_ClearFlag(TIM_TypeDef*TIMx,uint16_tTIM_FLAG)功能描述清除TIMx的待处理标志位输入参数1TIMx：x可以是1~8，来选择TIM外设输入参数2TIM_FLAG：待清除的TIM标志位输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无9.5.15函数TIM_GetITStatus函数名TIM_GetITStatus函数原形ITStatusTIM_GetITStatus(TIM_TypeDef*TIMx,u16TIM_IT)功能描述检查指定的TIM中断发生与否输入参数1TIMx：x可以是1~8，来选择TIM外设输入参数2TIM_IT：待检查的TIM中断源输出参数无返回值TIM_IT的新状态先决条件无被调用函数无9.5定时器相关库函数9.5.16函数TIM_ClearITPendingBit函数名TIM_ClearITPendingBit函数原形voidTIM_ClearITPendingBit(TIM_TypeDef*TIMx,u16TIM_IT)功能描述清除TIMx的中断待处理位输入参数1TIMx：x可以是1~8，来选择TIM外设输入参数2TIM_IT：待检查的TIM中断待处理位输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无9.5.17函数TIM_SetCompare1函数名TIM_SetCompare1函数原形voidTIM_SetCompare1(TIM_TypeDef*TIMx,u16Compare1)功能描述设置TIMx捕获比较1寄存器值输入参数1TIMx：x可以是1、2、3、4、5或8，用于选择TIM外设输入参数2Compare1：捕获比较1寄存器新值输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无9.5定时器相关库函数9.5.18函数TIM_SetCompare2函数名TIM_SetCompare2函数原形voidTIM_SetCompare2(TIM_TypeDef*TIMx,u16Compare2)功能描述设置TIMx捕获比较2寄存器值输入参数1TIMx：x可以是1、2、3、4、5或8，用于选择TIM外设输入参数2Compare2：捕获比较2寄存器新值输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无9.5.19函数TIM_SetCompare3函数名TIM_SetCompare3函数原形voidTIM_SetCompare3(TIM_TypeDef*TIMx,u16Compare3)功能描述设置TIMx捕获比较3寄存器值输入参数1TIMx：x可以是1、2、3、4、5或8，用于选择TIM外设输入参数2Compare3：捕获比较3寄存器新值输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无9.5定时器相关库函数9.5.20函数TIM_SetCompare4函数名TIM_SetCompare4函数原形voidTIM_SetCompare4(TIM_TypeDef*TIMx,u16Compare4)功能描述设置TIMx捕获比较4寄存器值输入参数1TIMx：x可以是1、2、3、4、5或8，用于选择TIM外设输入参数2Compare4：捕获比较4寄存器新值输出参数无返回值无先决条件无被调用函数无9.6项目实例本章将介绍两个项目一个是，定时器基本应用项目实例：数字电子钟，另一个是PWM输出基本应用：PWM呼吸灯。9.6项目实例9.6.1定时器项目定时器初始化主要步骤包括打开定时器所挂接的时钟定时器进行初始化启动定时器清除中断标志位配置定时器中断0102030405项目分析核心功能是实现精确的一秒的定时设置中断优先级069.6项目实例第一步：复制第8章创建工程模板文件夹到桌面，并将文件夹改名为“7Timer”,将原工程模板编译一下，直到没有错误和警告为止。项目实施6EXTI7Timer第二步：为工程模板的“ST_Driver”项目组添加定时器源文件“stm32f10x_tim.c”，文件位于“..\Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver\src”目录下。9.6项目实例项目实施第三步：点击“File/New”新建两个文件，将其改名为timer.c和timer.h并保存到工程模板下的APP文件夹中。并将timer.c文件添加到APP项目组下。第四步：在timer.h文件中输入如下源程序，其中条件编译格式不变，只要更改一下预定义变量名称即可，需要将我们刚定义函数的声明加到头文件当中。参考代码如下:#ifndef_TIMER_H#define_TIMER_H#include"stm32f10x.h"voidTIM6Init(void);#endif9.6EXTI项目实例第五步：在timer.c文件中输入如下源程序，在程序中首先包含timer.h头文件，然后创建TIM6Init()定时器初始化程序，其中包括定时器初始化，中断设置，启动定时器和开中断等操作。项目实施#include"timer.h"voidTIM6Init(){TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6,ENABLE);//打开TIM6的APB1时钟TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=36000-1;//设置自动重装载寄存器周期的值寄存器的值为周期值-1TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=2000-1;//设置预分频系数预分频寄存器的值为分频系数-1TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=0;//设置时钟分割TDTS=Tck_timTIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//

TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM6,&TIM_TimeBaseStructure);//初始化TIM6定时器TIM_ClearFlag(TIM6,TIM_FLAG_Update);//清除TIMx的中断待处理位TIMx中断源TIM_ITConfig(TIM6,TIM_IT_Update,ENABLE);/*设置中断参数并打开中断*/TIM_Cmd(TIM6,ENABLE);//使能或者失能TIMx外设

/*设置NVIC参数设优先级开中断*/NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM6_IRQn;//指定中断通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;//配置抢占式优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;//配置响应式优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//中断使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); }

参考程序代码9.6项目实例项目实施第六步：在main.h文件的中间部分添加#include"timer.h"语句，即包含timer.h头文件，任何时候程序中需要使用某一源文件中函数，必须先包含其头文件，否则编译是不能通过的。第七步：在main.c文件中输入如下源程序，在main函数中，首先对时间变量赋初值，然后分别对数码管管脚和外部中断进行初始化，最后应用无限循环结构显示时间，并等待中断发生。第六步参考代码如下:#ifndef_MAIN_H#define_MAIN_H#include"stm32f10x.h"#include"LED.h"#include"beepkey.h"#include"dsgshow.h"#include"EXTI.H“#include"timer.h"#endif第七步参考代码如下:#include"main.h"u8hour,minute,second;intmain(){ hour=9; minute=6;second=18; DsgShowInit(); EXTIInti(); TIM6Init(); while(1) { DsgShowTime(); } }9.6项目实例项目实施第八步：在Keil-MDK软件操作界面打开“User”项目组下面的“stm32f10x_it.c”文件，并在“stm32f10x_it.c”文件的最下面编写4个中断服务程序，其中前3个是上一章的外部中断服务程序，在最下面添加一个定时器中断服务程序，主要功能是实现时间调整第八步参考代码如下:voidTIM6_IRQHandler(void){ TIM_ClearFlag(TIM6,TIM_IT_Update); if(++second==60) { second=0; if(++minute==60) { minute=0; if(++hour==24)hour=0; } } }第九步：编译工程，如没有错误，则会在MDK文件夹中Objects文件夹生成“Template.hex”文件，如有错误则修改源程序直至没有错误为止。第十步：将生成的目标文件通过ISP软件下载到开发板微控制器的FLASH存储器当中，复位运行，检查实验效果。9.6项目实例9.6.2PWM项目本项目将利用TIM3的通道1和通道2,把两个通道完全重映射到PC6和PC7引脚,产生两路PWM方波来控制开发板L7和L8指示灯的亮度。通过修改PWM波的占空比,就可以控制L7和L8灯由亮到暗,再由暗到亮,实现PWM呼吸灯效果。9.6项目实例9.6.2PWM项目项目分析01开启TIM3时钟以及复用功能时钟，配置PC6和PC7为复用输出。02设置TIM3_CH1和TIM3_CH2重映射到PC6和PC7上。将TIM3_CH1和TIM3_CH2通道将重映射到PC6和PC7上，此时，PC6和PC7属于复用功能输出。库函数使能TIM3时钟的方法是：RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出需要设置TIM3_REMAP为完全重映射（通过AFIO_MAPR配置），让TIM3_CH1重映射到PC6上面以及TIM3_CH2重映射到PC7上面。在库函数里面设置重映射的函数是：voidGPIO_PinRemapConfig(uint32_tGPIO_Remap,FunctionalStateNewState)；STM32重映射只能重映射到特定的端口。第一个入口参数可以理解为设置重映射的类型，比如TIM3完全重映射入口参数为GPIO_FullRemap_TIM3，所以TIM3完全重映射的库函数实现方法是：GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM3,ENABLE);9.6项目实例9.6.2PWM项目项目分析03初始化TIM3，设置TIM3的ARR和PSC。在开启了TIM3的时钟之后，我们要设置ARR和PSC两个寄存器的值来控制输出PWM的周期。当PWM频率太慢（低于50Hz）的时候，我们就会明显感觉到闪烁了。因此，PWM频率在这里不宜设置的太小。//TIM3定时器初始化TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=900-1;//不分频,PWM频率=72000kHz/900=80kHz//设置自动重装载寄存器周期的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=1-1;//设置用来作为TIMx时钟频率预分频值，此处分频系数为1，即不分频TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=0;//设置时钟分割:TDTS=Tck_timTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);9.6项目实例9.6.2PWM项目项目分析04设置TIM3_CH1和TIM3_CH2的PWM模式，使能TIM3的CH1和CH2输出设置TIM3_CH1和TIM3_CH2为PWM模式（默认是冻结的），因为我们的LED是低电平亮，而我们希望当CCR1和CCR2的值小的时候，LED就暗，CCR1和CCR2值大的时候，LED就亮，所以我们要通过配置TIM3_CCMRx的相关位来控制TIM3_CHx的模式。在库函数中，PWM通道设置是通过函数TIM_OC1Init()~TIM_OC4Init()来设置的，不同的通道的设置函数不一样，这里我们使用的是通道1和通道2，所以使用的函数是TIM_OC1Init()和TIM_OC2Init()。voidTIM_OC1Init(TIM_TypeDef*TIMx,TIM_OCInitTypeDef*TIM_OCInitStruct)；voidTIM_OC2Init(TIM_TypeDef*TIMx,TIM_OCInitTypeDef*TIM_OCInitStruct)；这里我们介绍一下TIM_OCInitStruc结构体几个重要成员。参数TIM_OCMode设置模式是PWM还是输出比较，这里我们是PWM模式。参数TIM_OutputState用来设置比较输出使能，也就是使能PWM输出到端口。参数TIM_OCPolarity用来设置极性是高还是低。要实现项目控制要求，需要如下代码初始化TIM3。TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low;TIM_OC1Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);TIM_OC2Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);9.6项目实例9.6.2PWM项目项目分析05使能TIM306修改TIM3_CCR1和TIM3_CCR2来控制占空比需要使能TIM3：TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);//使能TIM3在经过以上设置之后，PWM其实已经开始输出了，只是其占空比和频率都是固定的，需要通过修改TIM3_CCR1和TIM3_CCR2则可以控制CH1和CH2的输出占空比。继而控制L7和L8的亮度。在库函数中，修改TIM3_CCR1和TIM3_CCR2占空比的函数是：voidTIM_SetCompare1(TIM_TypeDef*TIMx,uint16_tCompare1)；voidTIM_SetCompare2(TIM_TypeDef*TIMx,uint16_tCompare2)；9.6项目实例9.6.2PWM项目项目实施第一步：复制上一节创建工程模板文件夹到桌面，并将文件夹改名为“8PWM”,将原工程模板编译一下，直到没有错误和警告为止。第二步：点击“File/New”新建两个文件，将其改名为PWM.C和PWM.H并保存到工程模板下的APP文件夹中。并将PWM.C文件添加到APP项目组下。7Timer8PWM9.6项目实例9.6.2PWM项目项目实施第三步：在PWM.H文件中输入如下源程序，其中条件编译格式不变，只要更改一下预定义变量名称即可，需要将我们刚定义函数的声明加到头文件当中。第四步：在PWM.C文件中输入如下源程序，在程序中首先包含PWM.H头文件，然后创建TIM3_PWMInit()初始化程序，其中包括打开外设时钟，GPIO初始化、定时器初始化、PWM初始化，管脚重映射，使能预装值寄存器，启动定时器等程序。参考代码如下:#ifndef_PWM_H#define_PWM_H#include"stm32f10x.h"voidTIM3_PWMInit(void);#endif#include"PWM.H"voidTIM3_PWMInit(){ GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;//声明一个结构体变量，用来初始化GPIO TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseInitStructure;//声明一个结构体变量，用来初始化定时器

TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStructure;//根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx

9.6项目实例9.6.2PWM项目项目实施/*开启时钟*/ RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE); RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); /*配置GPIO的模式和IO口*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7; G