4.看门狗、定时器、触摸电容

系统复位方式：
1. NRST引脚上的低电平(外部复位)
2. 窗口看门狗计数终止(WWDG复位)
3. 独立看门狗计数终止(IWDG复位)
4. 软件复位(SW复位)
5. 低功耗管理复位

IWDG简介：独立看门狗
本质：能产生系统复位信号的计数器
特性：递减的计数器；时钟由独立的RC振荡器提供（可在待机和停止模式下运行）；看门狗被激活后，当递减计数器计数到0x000时产生复位
喂狗：在计数器计数到0之前，重装载计数器的值，防止复位：IWDG有什么作用
作用：主要用于检测外界电磁干扰，或硬件异常导致的程序跑飞问题
独立看门狗是异常处理的最后手段，不可依赖，应在设计时尽量避免异常的发生

IWDG溢出时间计算：
IWDG溢出时间计算公式(HAL库)：T_out =(psc∗𝑟𝑙𝑟)/f_{𝐼𝑊𝐷𝐺}
T_out：溢出时间
f_{𝐼𝑊𝐷𝐺}：时钟源频率
psc：预分频系数
rlr：重装载值
寄存器设置分频系数的方法："psc" =4∗2^prer
prer是IWDG_PR 的值
IWDG溢出时间计算公式(寄存器)：T_out =((4∗2^prer)∗𝑟𝑙𝑟)/f_{𝐼𝑊𝐷𝐺}

IWDG配置步骤：
1，使能IWDG，设置预分频系数和重装载值等(IWDG_PR/RL/KR)：HAL_IWDG_Init()
2，把重装载寄存器的值重载到计数器中，喂狗(IWDG_KR)：HAL_IWDG_Refresh()

分频系数(参考手册17.3.3)：

重装载值：

"f" 𝐼𝑊𝐷𝐺是看门狗的时钟源频率：1MHz=10000

WWDG简介：窗口看门狗
本质：能产生系统复位信号和提前唤醒中断的计数器
特性：递减的计数器；窗口期，可以喂狗，非窗口期，喂狗则会复位(W[6:0] ≥窗口期＞0x3F)
喂狗：在窗口期内重装载计数器的值，防止复位
作用：用于监测单片机程序运行时效是否精准，主要检测软件异常

WWDG超时时间计算：T𝑜𝑢𝑡 =(4096∗2^WDGTB∗(T[5:0]+1))/F_wwdg

T𝑜𝑢𝑡：超时时间（没喂狗）

F_wwdg：时钟源频率

4096：固定的预分频系数

2^𝑊𝐷𝐺𝑇𝐵：预分频系数值

T[5:0]：计数器低6位(计数器值-窗口值)

WWDG配置步骤：
1，使能WWDG，设置预分频系数和窗口值等(WWDG_CR/WWDG_CFR)：HAL_WWDG_Init()
2，WWDG MSP回调函数：HAL_WWDG_MspInit() 配置NVIC、CLOCK等
设置优先级，使能中断：HAL_NVIC_SetPriority()、 HAL_NVIC_EnableIRQ()
3，编写中断服务函数：WWDG_IRQHandler() HAL_WWDG_IRQHandler
4，重定义提前唤醒回调函数：HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback()
在窗口期内喂狗，重装载计数器(WWDG_CR)：HAL_WWDG_Refresh()

软件定时原理：使用纯软件（CPU死等）的方式实现定时（延时）功能
缺点：1，延时不精准；2，CPU死等
定时器定时原理：使用精准的时基，通过硬件的方式，实现定时功能
定时器核心就是计数器

STM32定时器分类：

常规定时器：

基本定时器

通用定时器

高级定时器

专用定时器：

独立看门狗

窗口看门狗

实时时钟

低功耗定时器

内核定时器：

SysTick定时器

定时器类型：
基本定时器：没有输入输出通道，常用作时基，即定时功能
通用定时器：具有多路独立通道，可用于输入捕获/输出比较，也可用作时基
高级定时器：除具备通用定时器所有功能外，还具备带死区控制的互补信号输出、刹车输入等功能（可用于电机控制、数字电源设计等）

基本定时器：TIM6/TIM7
主要特性：16位递增计数器（计数值：0~65535）
16位预分频器（分频系数：1~65536）
可用于触发DAC
在更新事件（计数器溢出）时，会产生中断/DMA请求

定时器溢出时间计算方法：𝑇_out =((𝐴𝑅𝑅+1)∗(𝑃𝑆𝐶+1))/𝐹_𝑡

𝑇_out：溢出时间

𝐹_𝑡：时钟源频率

𝐴𝑅𝑅：自动重装载寄存器的值

𝑃𝑆𝐶：预分频器寄存器的值

定时器中断实验配置步骤(atim.c)：
1，初始化定时器基础参数(CR1、ARR、PSC)：HAL_TIM_Base_Init()
2，使能更新中断并启动计数器(DIER、CR1)：HAL_TIM_Base_Start_IT()
3，存放NVIC、CLOCK、GPIO初始化代码：HAL_TIM_Base_MspInit() 配置NVIC、CLOCK等
设置优先级，使能中断：HAL_NVIC_SetPriority()、 HAL_NVIC_EnableIRQ()
4，定时器中断处理公用函数，处理各种中断(SR)：TIMx_IRQHandler()等  HAL_TIM_IRQHandler()
5，定时器更新中断回调函数，由用户重定义：HAL_TIM_PeriodElapsedCallback()

通用定时器：

TIM2/TIM3 /TIM4 /TIM5

主要特性：16位递增、递减、中心对齐计数器（计数值：0~65535）

16位预分频器（分频系数：1~65536）

可用于触发DAC、ADC

在更新事件、触发事件、输入捕获、输出比较时，会产生中断/DMA请求

4个独立通道，可用于：输入捕获、输出比较、输出PWM、单脉冲模式

使用外部信号控制定时器且可实现多个定时器互连的同步电路

支持编码器和霍尔传感器电路等

通用定时器PWM输出实验配置步骤(gtim.c)：
1，初始化定时器基础参数(CR1、ARR、PSC)：HAL_TIM_PWM_Init()
配置PWM模式、比较值、输出极性等(CCMRx、CCRx、CCER)：HAL_TIM_PWM_ConfigChannel()
使能输出比较并启动计数器(CCER、CR1)：HAL_TIM_PWM_Start()
2，存放NVIC、CLOCK、GPIO初始化代码：HAL_TIM_PWM_MspInit() 配置NVIC、CLOCK、GPIO等
3，修改比较值控制占空比(CCRx可选)：__HAL_TIM_SET_COMPARE()
4，使能通道预装载(CCER可选)：__HAL_TIM_ENABLE_OCxPRELOAD()

通用定时器输入捕获实验配置步骤：
1，初始化定时器基础参数（CR1、ARR、PSC）：HAL_TIM_IC_Init()
配置通道映射、捕获边沿、分频、滤波等（CCMRx、CCER）：HAL_TIM_IC_ConfigChannel()
2，存放NVIC、CLOCK、GPIO初始化代码：HAL_TIM_IC_MspInit() 配置NVIC、CLOCK、GPIO等
设置优先级，使能中断：HAL_NVIC_SetPriority()、 HAL_NVIC_EnableIRQ()
3，定时器中断处理公用函数，处理各种中断（SR）：TIMx_IRQHandler()等  HAL_TIM_IRQHandler()
4，编写更新中断和捕获回调函数：
定时器输入捕获回调函数，由用户重定义：HAL_TIM_IC_CaptureCallback()
定时器更新中断回调函数，由用户重定义：HAL_TIM_PeriodElapsedCallback()
5，使能
使能更新中断等（DIER）：__HAL_TIM_ENABLE_IT()
使能输入捕获、捕获中断并启动计数器（CCER、DIER、CR1）：HAL_TIM_IC_Start_IT()

通用定时器脉冲计数实验配置步骤：
1，初始化定时器基础参数（CR1、ARR、PSC）：HAL_TIM_IC_Init()
2，存放NVIC、CLOCK、GPIO初始化代码：HAL_TIM_IC_MspInit() 配置NVIC、CLOCK、GPIO等
3，配置定时器从模式、触发选择、分频、滤波等（SMCR、CCMRx、CCER）：HAL_TIM_SlaveConfigSynchro()
4，使能输入捕获、启动计数器（CCER、CR1）：HAL_TIM_IC_Start()
5，获取计数器当前值（CNT）：__HAL_TIM_GET_COUNTER()
6，设置计数器的值（CNT）：__HAL_TIM_SET_COUNTER()

高级定时器：TIM1/TIM8

主要特性：

16位递增、递减、中心对齐计数器（计数值：0~65535）

16位预分频器（分频系数：1~65536）

可用于触发DAC、ADC

在更新事件、触发事件、输入捕获、输出比较时，会产生中断/DMA请求

4个独立通道，可用于：输入捕获、输出比较、输出PWM、单脉冲模式

使用外部信号控制定时器且可实现多个定时器互连的同步电路

支持编码器和霍尔传感器电路等

重复计数器

死区时间带可编程的互补输出

断路输入，用于将定时器的输出信号置于用户可选的安全配置中

高级定时器输出指定个数PWM实验配置步骤：
1，初始化定时器基础参数（CR1、ARR、PSC）：HAL_TIM_PWM_Init()
2，存放NVIC、CLOCK、GPIO初始化代码：HAL_TIM_PWM_MspInit()
3，配置PWM模式、比较值、输出极性等（CCMRx、CCRx、CCER）：HAL_TIM_PWM_ConfigChannel()
4，设置优先级，使能中断：HAL_NVIC_SetPriority()、 HAL_NVIC_EnableIRQ()
5，使能更新中断等（CCER）：__HAL_TIM_ENABLE_IT()
6，使能输出、主输出、启动计数器（CCER、CR1）：HAL_TIM_PWM_Start()
7，定时器中断处理公用函数，处理各种中断（SR）：TIMx_IRQHandler()等->HAL_TIM_IRQHandler()
8，定时器更新中断回调函数，由用户重定义：HAL_TIM_PeriodElapsedCallback()

通过软件产生事件(EGR)：HAL_TIM_GenerateEvent()
启动计数器（CR1）：__HAL_TIM_ENABLE()

高级定时器输出比较模式实验配置步骤：
1，初始化定时器基础参数（CR1、ARR、PSC）：HAL_TIM_OC_Init()
2，存放NVIC、CLOCK、GPIO初始化代码：HAL_TIM_OC_MspInit() 配置NVIC、CLOCK、GPIO等
3，设置输出比较模式、比较值、输出极性等（CCMRx、CCRx、CCER）：HAL_TIM_OC_ConfigChannel()
4，使能通道预装载（CCMRx）：__HAL_TIM_ENABLE_OCxPRELOAD()
5，使能输出比较、主输出、启动计数器（CR1、CCER、BDTR）：HAL_TIM_OC_Start()
6，修改捕获/比较寄存器的值（CCRx）：__HAL_TIM_SET_COMPARE()

死区时间计算：
1，确定t_𝐷𝑇𝑆的值：𝑓_𝐷𝑇𝑆=F_t/(2^𝐶𝐾𝐷[1:0])
2，判断DTG[7:5]，选择计算公式
3，代入选择的公式计算

高级定时器互补输出带死区控制实验配置步骤：
1，初始化定时器基础参数（CR1、ARR、PSC）：HAL_TIM_PWM_Init()
2，存放NVIC、CLOCK、GPIO初始化代码：HAL_TIM_PWM_MspInit()
3，配置PWM模式、比较值、输出极性等（CCMRx、CCRx、CCER）：HAL_TIM_PWM_ConfigChannel()
4，配置刹车功能、死区时间等（BDTR）：HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime()
5，使能输出、主输出、启动计数器（CCER、CR1）：HAL_TIM_PWM_Start()
6，使能互补输出、主输出、启动计数器（CCER、CR1）：HAL_TIMEx_PWMN_Start()

高级定时器PWM输入模式实验配置步骤：
1，初始化定时器基础参数（CR1、ARR、PSC）：HAL_TIM_IC_Init()
2，存放NVIC、CLOCK、GPIO初始化代码：HAL_TIM_IC_MspInit()
3，配置通道映射、捕获边沿、分频、滤波等（CCMRx、CCER）：HAL_TIM_IC_ConfigChannel()
4，配置从模式、触发源、触发边沿等（SMCR、CCER）：HAL_TIM_SlaveConfigSynchro()
5，设置优先级，使能中断：HAL_NVIC_SetPriority()、 HAL_NVIC_EnableIRQ()
6，使能输入捕获、捕获中断并启动计数器（CCER、DIER、CR1）：HAL_TIM_IC_Start_IT()、 HAL_TIM_IC_Start()
7，定时器中断处理公用函数，处理各种中断（SR）：TIMx_IRQHandler()等-> HAL_TIM_IRQHandler()
8，定时器输入捕获回调函数，由用户重定义：HAL_TIM_IC_CaptureCallback()

检测电容触摸按键过程：
1、TPAD引脚设置为推挽输出，输出低电平，实现电容放电到地
2、TPAD引脚设置为浮空输入(IO复位后的状态)，电容开始充电
3、同时开启TPAD引脚的输入捕获功能，开始捕获高电平
4、等待充电过程中，上升沿触发(充电到Vth(上升沿的电压值))
5、计算充电时间（定时器捕获/比较寄存器获取）