STM32通用定时器（转载）

STM32的定时器功能很强大，学习起来也很费劲儿.

其实手册讲的还是挺全面的，只是无奈TIMER的功能太复杂，所以显得手册很难懂，我就是通过这样看手册：while(!SUCCESS){看手册…}才搞明白的!所以接下来我以手册的顺序为主线，增加一些自己的理解，并通过11个例程对TIMER做个剖析。实验环境是STM103V100的实验板，MDK3.2 +Library2.东西都不怎么新，凑合用……

TIMER主要是由三部分组成：

1、 时基单元。

2、 输入捕获。

3、 输出比较。

还有两种模式控制功能：从模式控制和主模式控制。

一、 框图

让我们看下手册，一开始是定时器的框图，这里面几乎包含了所有定时器的信息，您要是能看明白，那么接下来就不用再看别的了…

为了方便的看图，我对里面出现的名词和符号做个注解：

TIMx_ETR:TIMER外部触发引脚 ETR:外部触发输入

ETRP:分频后的外部触发输入 ETRF:滤波后的外部触发输入

ITRx:内部触发x(由另外的定时器触发)

TI1F_ED:TI1的边沿检测器。

TI1FP1/2:滤波后定时器1/2的输入

TRGI:触发输入 TRGO:触发输出

CK_PSC:应该叫分频器时钟输入

CK_CNT:定时器时钟。（定时周期的计算就靠它）

TIMx_CHx:TIMER的输入脚 TIx:应该叫做定时器输入信号x

ICx:输入比较x ICxPS:分频后的ICx

OCx:输出捕获x OCxREF:输出参考信号

关于框图还有以下几点要注意：

1、 影子寄存器。

有阴影的寄存器，表示在物理上这个寄存器对应2个寄存器，一个是程序员可以写入或读出的寄存器，称为preload register(预装载寄存器)，另一个是程序员看不见的、但在操作中真正起作用的寄存器，称为shadow register(影子寄存器)；（详细请参考版主博客http://blog.ednchina.com/STM32/401461/message.aspx）

2、 输入滤波机制

在ETR何TIx输入端有个输入滤波器，它的作用是以采样频率Fdts来采样N次进行滤波的。（具体也请参考版主博客http://blog.ednchina.com/STM32/263170/message.aspx）

3、 输入引脚和输出引脚是相同的。

二、时基单元

时基单元有三个部分：CNT、PSC、ARR。CNT的计数方式分三种：向上、向下、中央对齐。通俗的说就是0—ARR、ARR—0、0—(ARR-1)—ARR—1.

 

三、时钟源的选择

这个是难点之一。从手册上我们看到共有三种时钟源：

1、 内部时钟。

也就是选择CK_INT做时钟，这个简单，但是有一点要注意，定时器的时钟不是直接来自APB1或APB2，而是来自于输入为APB1或APB2的一个倍频器，当APB1的预分频系数为1时，这个倍频器不起作用，定时器的时钟频率等于APB1的频率；当 APB1的预分频系数为其它数值(即预分频系数为2、4、8或16)时，这个倍频器起作用，定时器的时钟频率等于APB1的频率两倍。

例如AHP 72M，APB12分频36M，那么TIMER就是APB1的2倍频，即72M。

怎么选择时钟模式1呢？只要将SMCR中SMS[2:0]弄成000就好了

SMCR

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

ETP

ECE

ETPS[1:0]

ETF[3:0]

MSM

TS[2:0]

  

SMS[2:0]

 

2、 外部时钟模式1

这个比较麻烦，时钟源选择的其实就是TRGI（触发输入），但触发输入选择挺多的，共8个……。看框图，他们是：ITRx、TI1F_ED、

TI1FP1、TI2FP2、ETRF

ITRx的东西跟定时器的级联有关，暂时不管他。要进入这种时钟模式首先置SMS为111，当然这还没完，不像内部时钟那样，什么都配好了，这里你还得配置一下别的参数，比如选择TI1FP1,自然要对输入通道1的参数配置好，这样时钟才能按你需要的方式进来。就是配框图这块

clip_image002

相关寄存器

CCMR1（输入）

IC2F[3:0]

IC2PSC[1:0]

CC2S[1:0]

IC1F[3:0]

IC1PSC[1:0]

CC1S[1:0]

 

 

CCER

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

   

CC4P

CC4E

    

CC3P

CC3E

    

CC2P

CC2E

    

CC1P

CC1E

 

SMCR

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

ETP

ECE

ETPS[1:0]

ETF[3:0]

MSM

TS[2:0]

  

SMS[2:0]

 

在CCMR1寄存器里选择好相应的输入(CC1S)和滤波(IC1F)后再配置好输入极性（CCIP）然后在SMCR中选择触发源（TS[2:0]）为TI1这样输入通道就配好了!最后选择SMS为111，开启时钟（CR1中的CEN）。现在时钟就是从TI1上的输入了，可以接个时钟源进行计数之类的。同理，如果要用ETR就把它相关通道配好就可以了。

3、 外部时钟模式2

选择外部输入作为时钟，看框图：

clip_image004

从图上可以看出ETR可以直接作为时钟输入也可以通过触发输入（TRGI）来作为时钟输入即在时钟模式1中触发源选择为ETR，两个效果上是一样的，看起来好像这个外部时钟模式2没什么用处，实际上不是的，他可以跟一些从模式（复位、触发、门控）进行组合。比如当从模式选为触发时，我们不可能再通过触发源选择ETR了，因为从模式控制器被占了，好在有外部时钟模式2，我们选择这种模式后就可以把两者组合在一起完成一些功能了。

总结一下，STM32的时钟选择比较特别，在SFR中关于时钟选择配置位不再一块，不是说两个位在一起00、01、11就选择了而是由

SMCR中SMS和ECE 来控制，这样感觉可以吧内部时钟与外部模式2同时打开（SMS:000,ECE:1），也可以吧外部模式1和外部模式2同时打开(SMS:111,ECE：1)，实际上上述两种方式用的都是外部时钟2.

 

四、捕获比较通道

 

这就是我说的定时器三个组成部分中的两个部分了。核心是那个捕获比较寄存器。

看框图

clip_image006

 

异或那块先不管他，好像跟编码器有关，输入有个特色就是可以把TI的输入搞到CC1上去，也可以把T2的输入搞到CC1上去，其实也可以把T1搞到CC1上去同时把T1搞到CC2上去，这样就有了后来的PWM输入。

输出上的特色是不直接输出，而是有个OC1REF，这样可以定义高有效还是低有效，输出自己需要的有效电平。

五、做实验

 

讲了这么多你一定烦了吧，那么让我们搞点实际的吧，通过做实验来熟悉定时器，用到新知识时再在其中加以介绍。

 

实验一：

TIMER-1：定时器上溢，中断中取反LED.

现象：LED 周期2秒闪烁。

主要代码如下：

TIM_DeInit(TIM2);


TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=2000; //ARR的值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=0;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; //采样分频

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式

TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);

TIM_PrescalerConfig(TIM2,0x8C9F,TIM_PSCReloadMode_Immediate);//时钟分频系数36000，所以定时器时钟为2K

TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, DISABLE);//禁止ARR预装载缓冲器

TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);


TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //开启时钟
解释一下，首先得配好ARR，这是必须地。然后配置预分频，为什么我先配为0再用TIM_PrescalerConfig(TIM2,0x8C9F,TIM_PSCReloadMode_Immediate)配呢，原来PSC也有个预装载功能，却不像ARR和CRR那样有相关的位控制立即装载或更新事件装载。也就是说只能更新事件来装载。在上面函数中手工产生了一个更新事件，使PSC立刻生效。CK_DIV暂时没用到。计数模式配置为向上计数。然后在中断中做下LED取反就可以了。

 

溢出周期怎么算？在这个实验里AHB为72M，APB1为36M，所以CK_INT为72M，36000分频变为2K.ARR=2000，所以1秒溢出1次。

相关寄存器：

 

CR1

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

           

CKD[1:0]

ARPE

CMS[1:0]

DIR

OPM

URS

UDIS

CEN

 

 

ARR

PSC

 

 

 

接下来的4个实验跟输出通道有关系

实验2

TIMER-2:强置输出

现象：LED 常亮

例子比较简单关键是配好输出通道

CCER

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

   

CC4P

CC4E

    

CC3P

CC3E

    

CC2P

CC2E

    

CC1P

CC1E

 

 

 

 

CCMR（输出）

OC2CE

OC2M[2:0]

OC2PE

OC2FE

CC2S

OC1CE

OC1M[2:0]

OC1PE

OC1FE

CC1S

 

 

将通道1配为输出，输出使能，输出极性选择好，输出模式选择好就可以了。在V100实验板上PC6-9接了LED，刚好对应着TIMER3重映射后的输出，注意程序里的AFIO函数。

实验3

TIMER-3:输出比较

现象：LED 2秒的周期闪烁。

跟上个实验配置大致相同，只是把输出模式改为翻转功能，并且CRR要配好，当CRR=CNT时翻转输出。

实验4

TIMER-4:PWM输出

现象：输出4种不同占空比的PWM波，4个LED亮度不同。

实验5

TIMER-7:单脉冲方式

现象：LED 只闪烁一次。

将上个实验加一句话

TIM_SelectOnePulseMode(TIM3, TIM_OPMode_Single); //设置单脉冲模式

就是这个实验。其实手册上关于此实验的本意是由一个外部触发使能计数器，然后产生一个脉冲的，这里还没涉及从模式所以简化处理。

涉及寄存器

CR1

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

           

CKD[1:0]

ARPE

CMS[1:0]

DIR

OPM

URS

UDIS

CEN

 

 

 

 

 

 

接下来再做两个输入的实验

实验6

TIMER-5：输入捕获模式。

现象：通过V100 的JOYSTICK键的SELECT键进入捕获，硬件仿真看CRR的值。

首先是基本的配置：ARR的值、时钟PSC、采样CKD、计数方式。

然后配置输入通道。

选择输入捕获模式、输入极性、把T1配到CC1上、选好输入的滤波跟分频，就可以了。

讲下输入滤波功能，在此实验中Fdts=CK_INT/2,Fsample=Fdts/4,所以定时器时钟为2K，所以采样周期为4ms。才8次的话周期小于32ms的干扰会滤除。

相关寄存器

CR1

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

           

CKD[1:0]

ARPE

CMS[1:0]

DIR

OPM

URS

UDIS

CEN

 

PSC

ARR

CCMR1（输入）

IC2F[3:0]

IC2PSC[1:0]

CC2S[1:0]

IC1F[3:0]

IC1PSC[1:0]

CC1S[1:0]

 

 

CCER

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

   

CC4P

CC4E

    

CC3P

CC3E

    

CC2P

CC2E

    

CC1P

CC1E

 

 

实验7

TIMER-6:PWM输入

现象：由TIMER3输出通道1产生一路周期2秒占空比50%的PWM波，飞线到TIMER4的输入通道1，有TIMER4来测量该PWM得周期和占空比。

在做实验之前引入三种从模式控制：复位、触发、门控。通过SMCR选择后可以进入这三种从模式

 

 

SMCR

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

ETP

ECE

ETPS[1:0]

ETF[3:0]

MSM

TS[2:0]

  

SMS[2:0]

 

 

 

SMS: 100 101 110

复位 门控 触发

所谓从模式简单理解就是受控于别人了，包括何时启动、何时停止、何时复位。相关作用请看手册。提示一点就是进入这三种模式后时钟是谁的问题？肯定不是外部时钟1了，可以是内部时钟和外部时钟2.

接着看实验，PWM方式的原理是这样的，如前文提到过输入时可以把T1映射到CC1上去同时映射到CC2上，将CC1和CC2的捕获边沿搞成相反的，比如CC1捕获T1上升沿，CC2捕获T1下降沿，还要再设置T1为复位从模式，上升沿有效，这样T1上升沿后计数器开始计数。下降沿CC2捕获发生，此为PWM占空比，在来一个上升沿，CC1捕获发生此为PWM周期。注意CC1捕获的第一次无效。

这是从模式跟输入捕获的一种组合使用，从模式还可以跟输出比较组合使用。比如手册上的单脉冲实验。

 

接着做4个实验跟定时器的级联和定时器同步有关系，在实验前先得说说主模式的问题。在CR2寄存器中的MMS位决定了定时器的主模式方式，即决定TRGO.几种方式可以参看手册。要说明一点就是一个定期器既可以是主模式同时它也是从模式，这就好像你是一个中层干部一样，既可以领导别人同时又被别人领导，这个不冲突的。

简单介绍下4个实验。

实验8

TIMER-8: TIMER2作为TIMER3的分频器.

现象：LED以10秒周期闪烁。

TIMER3配置为PWM输出，但是始终有TIMER2的溢出时间频率来提供，其溢出频率为100Hz所以TIMER3 PWM的周期为10S.

实验9

TIMER-9:TIMER2来使能TIMER3.

现象：LD1前15秒以1秒的周期闪烁，后15秒熄掉，然后下个15秒再闪烁如此循环。

在这个实验里TIEMR3输出一个周期1秒的PWM波，仍然驱动LD1闪烁。同时从模式配成门控模式，TIEMR2将OC1作为TRGO，OC1是一个周期30S占空比50%的PWM波。

实验10

TIMER-10: IMER2启动TIMER3

现象：上电后延迟15秒LD1以1秒的周期闪烁。

此实验跟上个实验配置差不多只要把TIMER3有门控改为触发方式即可。

实验11

TIMER-11: TIMER4的通道1同时出发TIMER4和TIMER3两个定时器

现象：按下JOYSTICK 的“选择”键同时出发两个定时器开始。同时TIMER3驱动LD1以1秒周期闪烁。

 

以上4个实验实际上是主模式和从模式的组合以及主模式和外部时钟1的组合。其实根据自己的需要还可以做出多种组合，这就是STM32定时器强大的地方。

 

 

最后多熟悉下库函数，关于TIM的库（2.0版本），本人认为有两点错误：

 

1、 TIM.C中CR1_CounterMode_Mask 的值为0x039F应该改为0x038F这样才能覆盖CR1的DIR位。

2、 TIM.C中TIM_PrescalerConfig函数原文

if (TIM_PSCReloadMode == TIM_PSCReloadMode_Immediate)

{

TIMx->EGR |= TIM_EventSource_Update;

}

else

{

TIMx->EGR &= TIM_EventSource_Update;

}
红色的这句好像不对吧？应该TIMx->EGR &=～ TIM_EventSource_Update;才对吧。

 

 

 

 

 

 

 

stm32通用定时器

STM32的定时器是个强大的模块，定时器使用的频率也是很高的，定时器可以做一些基本的定时，还可以做PWM输出或者输入捕获功能。

时钟源问题：

名为TIMx的有八个，其中TIM1和TIM8挂在APB2总线上，而TIM2-TIM7则挂在

APB1总线上。其中TIM1&TIM8称为高级控制定时器（advanced control timer).他们所在的APB2总线也比APB1总线要好。APB2可以工作在72MHz下，而APB1最大是36MHz。

定时器的时钟不是直接来自APB1或APB2，而是来自于输入为APB1或APB2的一个倍频器。

下面以定时器2~7的时钟说明这个倍频器的作用：当APB1的预分频系数为1时，这个倍频器不起作用，定时器的时钟频率等于APB1的频率；当APB1的预分频系数为其它数值(即预分频系数为2、4、8或16)时，这个倍频器起作用，定时器的时钟频率等于APB1的频率两倍。

假定AHB=36MHz，因为APB1允许的最大频率为36MHz，所以APB1的预分频系数可以取任意数值；当预分频系数=1时，APB1=36MHz，TIM2~7的时钟频率=36MHz(倍频器不起作用)；当预分频系数=2时，APB1=18MHz，在倍频器的作用下，TIM2~7的时钟频率=36MHz。

有人会问，既然需要TIM2~7的时钟频率=36MHz，为什么不直接取APB1的预分频系数=1？答案是：APB1不但要为TIM2~7提供时钟，而且还要为其它外设提供时钟；设置这个倍频器可以在保证其它外设使用较低时钟频率时，TIM2~7仍能得到较高的时钟频率。

再举个例子：当AHB=72MHz时，APB1的预分频系数必须大于2，因为APB1的最大频率只能为36MHz。如果APB1的预分频系数=2，则因为这个倍频器，TIM2~7仍然能够得到72MHz的时钟频率。能够使用更高的时钟频率，无疑提高了定时器的分辨率，这也正是设计这个倍频器的初衷。

TIM通用定时器配置步骤：

1.配置TIM时钟　　

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); 

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);

2.定时器基本配置

void TIM2_Configuration(void)
{
   TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    //  TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure ;
    TIM_DeInit(TIM2);                              //复位TIM2定时器
    /* TIM2 configuration */
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 5;        // 2.5ms     
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 36000;    // 分频36000       
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;  // 时钟分频  
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //计数方向向上计数
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);

    /* Clear TIM2 update pending flag[清除TIM2溢出中断标志] */
    TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);

    /* Enable TIM2 Update interrupt [TIM2溢出中断允许]*/
    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); 

    /* TIM2 enable counter [允许tim2计数]*/
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);       
}

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。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的作用是做一段延时，一般在特殊场合的时候会用到，可不关心。

TIM_CounterMode选择了计数器模式。

　　　　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_CenterAligned3   TIM中央对齐模式3计数模式

单片机时钟频率72MHz，APB1 二分频36MHz，故TIM2自动2倍频至72MHz，故定时器中断频率为72000000/36000/5=400Hz

3.使能定时器中断TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

4.配置NVIC。

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 4;  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

5.写中断函数

void TIM2_IRQHandler(void)

{

......//中断处理

}
posted @ 2016-11-29 16:30  wyu123  阅读(2701)  评论(0)  编辑  收藏  举报