STM32通用定时器功能和用法
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 ，看门狗定时器暂不讨论。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-TIM5
2.1 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。
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；
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。
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2 TIM_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 = 72MHz RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9); //使能PLL RCC_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1 NVIC_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0 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //响应式中断优先级设置为0 NVIC_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5 GPIO_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ReadValue ReadValue = GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_5); if(ReadValue == 0) { GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); } else { GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); } } }
