详解STM32定时器

1.STM32的Timer简介STM32中一共有11个定时器，其中2个高级控制定时器，4个普通定时器和2个基本定时器，以及2个看门狗定时器和1个系统嘀嗒定时器。

其中系统嘀嗒定时器是前文中所描述的SysTick，看门狗定时器以后再详细研究。

今天主要是研究剩下的8个定时器。

其中TIM1和TIM8是能够产生3对PWM互补输出的高级登时其，常用于三相电机的驱动，时钟由APB2的输出产生。

TIM2-TIM5是普通定时器，TIM6和TIM7是基本定时器，其时钟由APB1输出产生。

由于STM32的TIMER功能太复杂了，所以只能一点一点的学习。

因此今天就从最简单的开始学习起，也就是TIM2-TIM5普通定时器的定时功能。

2.普通定时器TIM2-TIM52.1时钟来源计数器时钟可以由下列时钟源提供：·内部时钟(CK_INT)·外部时钟模式1：外部输入脚(TIx)·外部时钟模式2：外部触发输入(ETR)·内部触发输入(ITRx)：使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器，如可以配置一个定时器Timer1而作为另一个定时器Timer2的预分频器。

由于今天的学习是最基本的定时功能，所以采用内部时钟。

TIM2-TIM5的时钟不是直接来自于APB1，而是来自于输入为APB1的一个倍频器。

这个倍频器的作用是：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的预分频系数为其他数值时（即预分频系数为2、4、8或16），这个倍频器起作用，定时器的时钟频率等于APB1的频率的2倍。

APB1的分频在STM32_SYSTICK的学习笔记中有详细描述。

通过倍频器给定时器时钟的好处是：APB1不但要给TIM2-TIM5提供时钟，还要为其他的外设提供时钟；设置这个倍频器可以保证在其他外设使用较低时钟频率时，TIM2-TIM5仍然可以得到较高的时钟频率。

2.2计数器模式TIM2-TIM5可以由向上计数、向下计数、向上向下双向计数。

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

在向下模式中，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。

而中央对齐模式（向上/向下计数）是计数器从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。

2.3编程步骤1.配置系统时钟；2.配置NVIC；3.配置GPIO；4.配置TIMER；其中，前3项在前面的笔记中已经给出，在此就不再赘述了。

第4项配置TIMER有如下配置：（1）利用TIM_DeInit()函数将Timer设置为默认缺省值；（2） TIM_InternalClockConfig()选择TIMx来设置内部时钟源；（3） TIM_Perscaler来设置预分频系数；（4） TIM_ClockDivision来设置时钟分割；（5） TIM_CounterMode来设置计数器模式；（6） TIM_Period来设置自动装入的值（7） TIM_ARRPerloadConfig()来设置是否使用预装载缓冲器（8） TIM_ITConfig()来开启TIMx的中断其中（3）-（6）步骤中的参数由TIM_TimerBaseInitTypeDef结构体给出。

步骤（3）中的预分频系数用来确定TIMx所使用的时钟频率，具体计算方法为：CK_INT/(TIM_Perscaler+1)。

CK_INT是内部时钟源的频率，是根据2.1中所描述的APB1的倍频器送出的时钟，TIM_Perscaler是用户设定的预分频系数，其值范围是从0 – 65535。

步骤（4）中的时钟分割定义的是在定时器时钟频率(CK_INT)与数字滤波器(ETR,TIx)使用的采样频率之间的分频比例。

TIM_ClockDivision的参数如下表：数字滤波器(ETR,TIx)是为了将ETR进来的分频后的信号滤波，保证通过信号频率不超过某个限定。

步骤（7）中需要禁止使用预装载缓冲器。

当预装载缓冲器被禁止时，写入自动装入的值(TIMx_ARR)的数值会直接传送到对应的影子寄存器；如果使能预加载寄存器，则写入ARR的数值会在更新事件时，才会从预加载寄存器传送到对应的影子寄存器。

ARM中，有的逻辑寄存器在物理上对应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)；设计preload register和shadow register 的好处是，所有真正需要起作用的寄存器(shadow register)可以在同一个时间(发生更新事件时)被更新为所对应的preload register的内容，这样可以保证多个通道的操作能够准确地同步。

如果没有shadow register，或者preload register和shadow register是直通的，即软件更新preload register时，同时更新了shadow register，因为软件不可能在一个相同的时刻同时更新多个寄存器，结果造成多个通道的时序不能同步，如果再加上其它因素(例如中断)，多个通道的时序关系有可能是不可预知的。

虽然TIM2 是属于低速总线的,这条总线最高只能到36M 的速度,但芯片内部还有一个*2 的倍频器,用于把这个低速的36M 倍频成72M,3.0的库中已经默认实现了这一步.所以我们使用的TIM2,速度依旧是72M.程序中采取了7200 的分频值,分频后的结果就是,定时器速度为10K.计数器为向上计数,8000 溢出,所以溢出时间就是8000/10K=0.8 秒.3.程序源代码本例实现的是通过TIM2的定时功能，使得LED灯按照1s的时间间隔来闪烁#include "stm32f10x_lib.h"void RCC_cfg();void TIMER_cfg();void NVIC_cfg();void GPIO_cfg();int main(){RCC_cfg();NVIC_cfg();GPIO_cfg();TIMER_cfg();//开启定时器2TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);while(1);}void RCC_cfg(){//定义错误状态变量ErrorStatus HSEStartUpStatus;//将RCC寄存器重新设置为默认值RCC_DeInit();//打开外部高速时钟晶振RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);//等待外部高速时钟晶振工作HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();if(HSEStartUpStatus == SUCCESS){//设置AHB时钟(HCLK)为系统时钟RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);//设置高速AHB时钟(APB2)为HCLK时钟RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);//设置低速AHB时钟(APB1)为HCLK的2分频RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);//设置FLASH代码延时FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);//使能预取指缓存FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); //设置PLL时钟，为HSE的9倍频 8MHz * 9 = 72MHzRCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);//使能PLLRCC_PLLCmd(ENABLE);//等待PLL准备就绪while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);//设置PLL为系统时钟源RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);//判断PLL是否是系统时钟while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);}//允许TIM2的时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//允许GPIO的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); }void TIMER_cfg(){TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;//重新将Timer设置为缺省值TIM_DeInit(TIM2);//采用内部时钟给TIM2提供时钟源TIM_InternalClockConfig(TIM2);//预分频系数为36000-1，这样计数器时钟为72MHz/36000 = 2kHz TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 36000 - 1;//设置时钟分割TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//设置计数器模式为向上计数模式TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //设置计数溢出大小，每计2000个数就产生一个更新事件TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 2000 - 1;//将配置应用到TIM2中TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);//清除溢出中断标志TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);//禁止ARR预装载缓冲器TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, DISABLE);//开启TIM2的中断TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);}void NVIC_cfg(){NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//选择中断分组1NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);//选择TIM2的中断通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel;//抢占式中断优先级设置为0NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;//响应式中断优先级设置为0NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;//使能中断NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}void GPIO_cfg(){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //选择引脚5GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //输出频率最大50MHz GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //带上拉电阻输出GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);}在stm32f10x_it.c中，我们找到函数TIM2_IRQHandler()，并向其中添加代码void TIM2_IRQHandler(void){u8 ReadValue;//检测是否发生溢出更新事件if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET){//清除TIM2的中断待处理位TIM_ClearITPendingBit(TIM2 , TIM_FLAG_Update);//将PB.5管脚输出数值写入ReadValueReadValue = GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_5);if(ReadValue == 0){GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);}else{GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);}}}。