STM32（七）———TIM定时器（基本and通用）

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前言

一个学习STM32的小白~ 有错误评论区或私信指出

一、通用定时器TIM简介

1.STM32F10X系列总共最多有八个定时器：

2.三种STM32定时器的区别：

3.STM32 的通用定时器功能：

• 16 位/32 位(仅 TIM2 和 TIM5)向上、向下、向上/向下自动装载计数器
  （TIMx_CNT），注意：TIM9~TIM14 只支持向上（递增）计数方式
• 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，TIM9TIM14 最多 2 个通道），这些通道可以用来作为：
  • 输入捕获
  • 输出比较
  • PWM 生成(边缘或中间对齐模式) ，注意：TIM9~TIM14 不支持中间对齐模式
  • 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（TIM9~TIM14 不支持 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（TIM9~TIM14 不支持）
  • 触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理（TIM9~TIM14 不支持）

4.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

• 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
• 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
• 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

二、基本定时器

1.基本定时器的结构框图

1. 时钟源
2. 控制器
3. 时基单元
   
   时钟源

• 时钟源来自RCC的TIMx_CLK(属于内部的CK_INIT)
  控制器
• 控制器用于控制定时器：复位、使能、计数、触发ADC
  涉及到的寄存器：CR1/2,DIER,EGR,SR
  时基（定时器的心脏）
• 定时器最重要的就是时基部分：包括预分频器、计数器、自动重装载寄存器
  • 预分频器：16位预分频器（1~65536）PSC对内部时钟CK_PSC进行分频之后，得到计数器时钟CK_INT=CK_PSC/(PSC+1)
  • 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_INT
  • 计数器、重装在寄存器：定时器使能（CEN置1）后，计数器CNT在CK_CNT驱动下计数，当TNT值与ARR的设定值相等时就自动生成事件并CNT自动清零，然后自动重新开始计数，如此重复以上过程。

影子寄存器
1.PSC和ARR都有影子寄存器，功能框图上有个影子
2.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，
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，ARR影子，
TIMx_CR1:APRE位控制。

2.定时时间的计算

• PSC=72-1,定时器的频率 = 72M/(PSC+1) = 1MHZ
• ARR = 1000 -1,从0计数到999，则计了1000次
• 中断周期T = 1000 * 1 /1 000 000 = 1ms

3.定时器的结构体和库函数

时基初始化结构体:typedef struct{uint16_t TIM_Prescaler;    
uint16_t TIM_CounterMode;       
uint16_t TIM_Period;           
//分频因子      
//计数模式，基本定时器只能向上计数
//自动重装载值
uint16_t TIM_ClockDivision;     
uint8_t TIM_RepetitionCounter;  //重复计数值，基本定时器没有，高级定时器
专用
} TIM_TimeBaseInitTypeDef;  
常用的库函数：
//外部输入时钟分频因子，基本定时器没有
void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* 
TIM_TimeBaseInitStruct);void TIM_TimeBaseStructInit(TIM_TimeBaseInitTypeDef* 
TIM_TimeBaseInitStruct);void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState 
NewState);void TIM_PrescalerConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Prescaler, 
uint16_t TIM_PSCReloadMode);void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState 
NewState);  
FlagStatus TIM_GetFlagStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_FLAG);void TIM_ClearFlag(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_FLAG);ITStatus TIM_GetITStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT);void TIM_ClearITPendingBit(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT);

练习：

如何实现500ms的定时？

void tim_Init(void)
{TIM_TimeBaseInitTypeDef  tim_InitStructure;NVIC_InitTypeDef nvic_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);tim_InitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//不分频tim_InitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数tim_InitStructure.TIM_Prescaler = 36000-1;//预分频tim_InitStructure.TIM_Period = 1000-1;//ARR自动重装TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);TIM_TimeBaseInit(TIM2,&tim_InitStructure);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);nvic_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;nvic_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;nvic_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;nvic_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&nvic_InitStructure);TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);}

定时器控制LED闪烁

软件流程设计

• 初始化系统
  • 初始化定时器和LED的IO时钟
  • 初始化LED的引脚IO
• 定时器中断中驱动LED灯

#include "tim.h"
#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid tim_Init(void)
{TIM_TimeBaseInitTypeDef  tim_InitStructure;NVIC_InitTypeDef nvic_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);tim_InitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//不分频tim_InitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数tim_InitStructure.TIM_Prescaler = 36000-1;//预分频tim_InitStructure.TIM_Period = 1000-1;//ARR自动重装TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);//清楚更新事件标志位防止一进来就更新TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//开中断TIM_TimeBaseInit(TIM2,&tim_InitStructure);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);nvic_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;nvic_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;nvic_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;nvic_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&nvic_InitStructure);TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//开定时器}void TIM2_IRQHandler(void)
{static uint16_t Count;if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update) != RESET){if(Count++ % 2 == 1){GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);}else{GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);}}TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_IT_Update);//清除中断标志位}

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总结

定时器非常重要！！！
注：定时器中断要软件开启(TIM_ITConfig)，要开启定时器（TIM_cmd）！！！