STM32定时器解析

1、第6讲 STM32定时器,实验六 定时器实验,实验目的：掌握定时器的工作原理与编程实现定时的方法。 实验内容： 1）利用TIM2定时500ms,LED1、LED3同时亮灭一次；TIM3定时2 s，LED2、LED4亮灭一次。 2）利用SysTick实现定时1秒钟，LED切换一次亮灭状态。,主要内容,6.1 STM32定时器概述 6.2 通用定时器TIMx相关寄存器 6.3 库函数 6.4 程序设计方法 6.5 系统时钟SysTick简介 6.6 SysTick应用实例,6.1 STM32定时器概述,名为TIMx的定时器有8个，其中TIM1和TIM8挂在APB2总线上，而TIM2-TIM7则挂在

2、APB1总线上。 APB2可以工作在72MHz下，而APB1最大是36MHz。 定时器都是16位的。 通用定时器4个：TIM2、TIM3、TIM4和TIM5。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)。 高级定时器2个：TIM1和TIM8。比通用定时器功能更强大，适用于更多场合。 基本定时器2个：TIM6和TIM7。主要用于产生DAC触发信号，也可当做通用的16位时基计数器。,通用TIMX 定时器主要功能,(1)16位向上、向下、向上/向下自动装载计数器 (2)16位可编程(可以实时修改)预分频器，计数器时钟频率的分频系数为165536之间的任

3、意数值 (3) 4个独立通道： 输入捕获；输出比较；PWM生成（边缘或中间对齐模式）；单脉冲模式输出 (4)使用外部信号控制定时器和定时器互连的同步电路。 (5)如下事件发生时产生中断/DMA： 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) ； 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) ； 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。,6.2 通用定时器TIMX相关寄存器,CR1： 控制寄存器1 CR2： 控制寄存器2 SMCR：从模式控制寄存器 DIER： DMA/中

4、断使能寄存器 SR： 状态寄存器 EGR： 事件产生寄存器 CCMR1：捕获/比较模式寄存器1 CCMR2：捕获/比较模式寄存器2 CCER： 捕获/比较使能寄存器,CNT ： 计数器寄存器 PSC ： 预分频寄存器 APR ： 自动重装载寄存器 CCR1 ：捕获/比较寄存器1 CCR2 ：捕获/比较寄存器2 CCR3 ：捕获/比较寄存器3 CCR4 ：捕获/比较寄存器4 DCR ： DMA控制寄存器 DMAR ：连续模式的DMA地址寄存器,控制寄存器1(TIMX_CR1),CEN：使能计数器。 0：禁止计数器； 1：使能计数器。 DIR：方向 (Direction) 。0：计数器向上计数；

5、1：计数器向下计数。 CMS1:0：选择中央对齐模式 (Center-aligned mode selection) 参见“ STM32中文参考手册_V10.pdf ”,从模式控制寄存器(TIMX_SMCR),SMS2:0：从模式选择 (Slave mode selection) 000：关闭从模式 ，如果CEN=1，则预分频器直接由内部时钟驱动。,DMA/中断使能寄存器(TIMX_DIER),位0 （UIE）：允许更新中断 (Update interrupt enable) 。0：禁止更新中断； 1：允许更新中断。,状态寄存器(TIMX_SR),位0 （UIF）：更新中断标记 (Update

6、 interrupt flag) 当产生更新事件时该位由硬件置1。它由软件清0。 0：无更新事件产生； 1：更新中断等待响应。 当寄存器被更新时该位由硬件置1： 若TIMx_CR1寄存器的UDIS=0、URS=0，当TIMx_EGR寄存器的UG=1时产生更新事件(软件对计数器CNT重新初始化)； 若TIMx_CR1寄存器的UDIS=0、URS=0，当计数器CNT被触发事件重初始化时产生更新事件。(参考同步控制寄存器的说明),6.3 库函数,TIM_DeInit ：将外设TIMx寄存器重设为缺省值。 TIM_TimeBaseInit ：根据TIM_TimeBaseInitStruct 中指定的参

7、数初始化TIMx的时间基数单位。 TIM_TimeBaseStructInit ：把TIM_TimeBaseInitStruct 中的每一个参数按缺省值填入。 TIM_Cmd ：使能或者失能TIMx外设。 TIM _ITConfig ：使能或者失能指定的TIM中断。 TIM_PrescalerConfig ：设置TIMx预分频 TIM_GetFlagStatus ：检查指定的TIM标志位设置与否 TIM_ClearFlag ：清除TIMx的待处理标志位 TIM_ClearITPendingBit ：清除TIMx的中断待处理位,函数TIM_TIMEBASEINIT,功能：根据TIM_TimeBa

8、seInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位。 函数原形： void TIM_TimeBaseInit ( TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct) 其中，TIMx：x可以是2，3或者4，来选择TIM外设。 TIMTimeBase_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。,TIM_TIMEBASEINITTYPEDEF STRUCTURE,typedef struct u16 TIM_Period;

9、/*TIM_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，0 x0000和0 xFFFF之间*/ u16 TIM_Prescaler; /* TIM_Prescaler设置了用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值*/ u8 TIM_ClockDivision; /* TIM_ClockDivision设置了时钟分割*/ u16 TIM_CounterMode; /* TIM_CounterMode选择了计数器模式*/ TIM_TimeBaseInitTypeDef ;,TIM_ClockDivision 描述 TIM_CKD_DIV1 TDTS = Tck_tim TI

10、M_CKD_DIV2 TDTS = 2Tck_tim TIM_CKD_DIV4 TDTS = 4Tck_tim TDTS: 数字滤波器使用的采样频率 Tck_tim：定时器时钟频率 暂时不涉及数字滤波器，这项先不考虑,TIM_CounterMode 描述 TIM_CounterMode_Up TIM向上计数模式 TIM_CounterMode_Down TIM 向下计数模式 TIM_CounterMode_CenterAligned1 TIM 中央对齐模式1计数模式 TIM_CounterMode_CenterAligned2 TIM 中央对齐模式2计数模式 TIM_CounterMode_C

11、enterAligned3 TIM 中央对齐模式3计数模式,例： TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0 xFFFF; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0 xF; TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0 x0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM2, ,

12、定时时间的计算,定时时间 =（Period+1）*（Prescaler+1）/TIMxCLK 当Prescaler1时，TIMxCLK=72MHz 当Prescaler=1时，TIMxCLK=36MHz,函数TIM_CMD,功能描述：使能或者失能TIMx外设 函数原形：void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState) TIMx：x可以是2，3或者4，来选择TIM外设 NewState: 外设TIMx的新状态，ENABLE或者DISABLE 例： /* Enables the TIM2 counter */ TIM_Cmd(TIM

13、2, ENABLE);,函数TIM _ITCONFIG,功能描述：使能或者失能指定的TIM中断 函数原形：void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, u16 TIM_IT, FunctionalState NewState) TIMx：x可以是2，3或者4，来选择TIM外设 TIM_IT：待使能或者失能的TIM中断源 NewState：TIMx中断的新状态。ENABLE或者DISABLE,TIM_IT值：,例： /* Enables the TIM2 Capture Compare channel 1 Interrupt source */ TIM_ITConfi

14、g(TIM2, TIM_IT_CC1, ENABLE );,函数TIM_PRESCALERCONFIG,功能描述：设置TIMx预分频 函数原形：void TIM_PrescalerConfig (TIM_TypeDef* TIMx, u16 Prescaler,u16 TIM_PSCReloadMode) TIM_PSCReloadMode：预分频重载模式 例：/* Configures the TIM2 new Prescaler value */ u16 TIMPrescaler = 0 xFF00; TIM_PrescalerConfig(TIM2, TIMPrescaler, TIM_

15、PSCReloadMode_Immediate);,函数TIM_GETFLAGSTATUS,功能描述：检查指定的TIM标志位设置与否 函数原形： FlagStatus TIM_GetFlagStatus (TIM_TypeDef* TIMx, u16 TIM_FLAG) TIMx：x可以是2，3或者4，来选择TIM外设 TIM_FLAG：待检查的TIM标志位 返回值：TIM_FLAG的新状态（SET或者RESET） 例：/* Check if the TIM2 Capture Compare 1 flag is set or reset */ if(TIM_GetFlagStatus(TIM2

16、, TIM_FLAG_CC1) = SET) ,TIM_FLAG值：,函数TIM_CLEARFLAG,功能描述：清除TIMx的待处理标志位 函数原形： void TIM_ClearFlag(TIM_TypeDef* TIMx, u32 TIM_FLAG) TIMx：x可以是2，3或者4，来选择TIM外设 TIM_FLAG：待清除的TIM标志位 例： /* Clear the TIM2 Capture Compare 1 flag */ TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_CC1);,函数TIM_CLEARITPENDINGBIT,功能描述：清除TIMx的中断待处理位 函数

17、原形：void TIM_ClearITPendingBit (TIM_TypeDef* TIMx, u16 TIM_IT) TIMx：x可以是2，3或者4，来选择TIM外设。 TIM_IT：待检查的TIM中断待处理位。 例： /* Clear the TIM2 Capture Compare 1 interrupt pending bit */ TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1);,6.4 程序设计方法,包含头文件 声明函数 声明变量 主函数 函数调用 主循环程序段 配置系统时钟、使能外设时钟子函数 配置GPIO子函数 配置NVIC子函数 配置定时器

18、子函数 延时子函数 中断服务子函数,声明函数:,#include stm32f10 x.h void Delay(vu32 nCount); void RCC_Configuration(void); void GPIO_Configuration(void); void NVIC_Configuration(void); void TIM2_Configuration(void);,主函数：,int main() RCC_Configuration(); /* 配置系统时钟 */ NVIC_Configuration(); /* 配置NVIC */ GPIO_Configuration();

19、 /* 配置GPIO IO口初始化 */ TIM2_Configuration(); /* 配置TIM2 定时器 */ GPIOC-ODR = 0 xffffffff; /* 全灭 */ while(1); ,使能外设时钟:,void RCC_Configuration() / 初始化系统时钟（略） /使能TIM2时钟和GPIOC时钟 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); /延时子函数： void Delay(vu32

20、nCount) for (; nCount != 0; nCount-); ,配置GPIO的子函数：,void GPIO_Configuration() /*GPIO初始化，PC输出 ，PA输入*/ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = G

21、PIO_Mode_Out_PP; GPIO_Init(GPIOC, ,配置NVIC：,void NVIC_Configuration() NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd

22、 = ENABLE; NVIC_Init( ,配置TIM2子函数：,void TIM2_Configuration() TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 35999; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 1999; TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0 x0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

23、 TIM_TimeBaseInit(TIM2, ,中断服务子函数：,/中断服务程序一般写在stm32f10 x_it.c文件中。 void TIM2_IRQHandler(void) if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_3)=0) GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_3); else GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_3); TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); ,6.5 系统时基定时器SYSTICK简介,stm32-M3有一个系统时基定时器（又叫嘀嗒时钟），其为一个

24、24位递减计数器。系统时基定时器设置初值并使能后，每经过一个系统时钟周期，计数器就减一，当计数器递减到0时，系统时基定时器自动重装载初值，并继续向下计数，同时内部的COUNTFLAG标志会置位，触发中断。 系统时基定时器功能简单，只能提供一个时基定时器，作为滴答时钟。在外部晶振8MHZ，通过PLL9倍频，系统时钟为72MHz，系统时钟定时器的递减频率可以设为9MHz（HCLK/8），在这个条件下，把系统定时器的初值设置为90000，就能够产生10ms的时间基值。如果开启中断，则产生10ms的中断。 时基定时器的中断并不需要清除中断位，系统会自动清除。,SYSTICK寄存器结构,typedef

25、struct vu32 CTRL; /SysTick控制和状态寄存器 vu32 LOAD; /SysTick重装载值寄存器 vu32 VAL; /SysTick当前值寄存器 vuc32 CALIB; /SysTick校准值寄存器 SysTick_TypeDef;,SYSTICK库函数,SysTick_CLKSourceConfig：设置SysTick时钟源 SysTick_SetReload：设置SysTick重装载值 SysTick_CounterCmd：使能或者失能SysTick计数器 SysTick_ITConfig：使能或者失能SysTick中断 SysTick_GetCounter

26、：获取SysTick计数器的值 SysTick_GetFlagStatus：检查指定的SysTick标志位设置与否,函数SYSTICK_CLKSOURCECONFIG,功能描述：设置SysTick时钟源 函数原形：void SysTick_CLKSourceConfig(u32 SysTick_CLKSource) SysTick_CLKSource：SysTick时钟源 SysTick_CLKSource值： 例：/* AHB clock selected as SysTick clock source */ SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource

27、_HCLK);,函数SYSTICK_SETRELOAD,功能描述：设置SysTick重装载值 函数原形：void SysTick_SetReload(u32 Reload) Reload：重装载值，该参数取值必须在1和0 x00FFFFFF之间 例： /* Set SysTick reload value to 0 xFFFF */ SysTick_SetReload(0 xFFFF);,函数SYSTICK_COUNTERCMD,功能描述：使能或者失能SysTick计数器 函数原形： void SysTick_CounterCmd(u32 SysTick_Counter) SysTick_Co

28、unter：SysTick计数器新状态 SysTick_Counter值： 例：/* Enable SysTick counter */ SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Enable);,函数SYSTICK_ITCONFIG,功能描述：使能或者失能SysTick中断 函数原形：void SysTick_ITConfig(FunctionalState NewState) NewState：SysTick中断的新状态，取ENABLE或者DISABLE 例： /* Enable SysTick interrupt */ SysTick_ITConfig(ENA

29、BLE);,函数SYSTICK_GETCOUNTER,功能描述：获取SysTick计数器的值 函数原形：u32 SysTick_GetCounter(void) 返回值：SysTick计数器的值 例：/* Get SysTick current counter value */ u32 SysTickCurrentCounterValue; SysTickCurrentCounterValue = SysTick_GetCounter();,函数SYSTICK_GETFLAGSTATUS,功能描述：检查指定的SysTick标志位设置与否 函数原形： FlagStatus SysTick_GetFlagStatus(u8 SysTick_FLAG) SysTick_FLAG：待检查的SysTic标志位 SysTick_FLAG值：,例：/* Test if the Count fla