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🔖STM32F1/F4

2024-09-13 15:41阅读: 22评论: 0推荐: 0

第30章通用定时器-同步

第三十章通用定时器-同步

1. 硬件设计

无需硬件设计

2. 软件设计

2.1 编程大纲

定时器参数宏定义
定时器GPIO初始化
定时器输出PWM及主从模式配置

2.2 代码分析

2.2.1 定时器相关参数宏定义

/* 主从定时器参数 */
#define TIM_MASTER TIM2 // 主定时器--TIM2
#define TIM_MASTER_CLK RCC_APB1Periph_TIM2
#define TIM_SLAVE1 TIM3 // 从定时器1--TIM3
#define TIM_SLAVE1_CLK RCC_APB1Periph_TIM3
#define TIM_SLAVE2 TIM4 // 从定时器2--TIM4
#define TIM_SLAVE2_CLK RCC_APB1Periph_TIM4

/* 主从定时器通道参数 */
#define TIM_MASTER_PIN GPIO_Pin_10 // TIM2-PB10
#define TIM_MASTER_PORT GPIOB
#define GTIM_MASTER_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB

/* 从定时器输出通道参数 */
#define TIM_SLAVE1_PIN GPIO_Pin_6 // TIM3-PC6
#define TIM_SLAVE1_PORT GPIOC
#define GTIM_SLAVE1_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOC
#define TIM_SLAVE2_PIN GPIO_Pin_6 // TIM4-PB6
#define TIM_SLAVE2_PORT GPIOB
#define GTIM_SLAVE2_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB

2.2.2 定时器GPIO初始化

// 初始化GPIO，配置与定时器相关的引脚
static void TIM_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  // 使能与定时器相关的GPIO时钟
  RCC_APB2PeriphClockCmd(GTIM_MASTER_GPIO_CLK | GTIM_SLAVE1_GPIO_CLK | GTIM_SLAVE2_GPIO_CLK, ENABLE);
  // 使能AFIO时钟，用于处理引脚复用
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
  // 配置TIM2的引脚重映射，将TIM2_CH3映射到PB10引脚
  GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM2, ENABLE); // 重映射TIM2引脚 TIM2_CH3 -> PB10
  // 配置TIM3的引脚重映射，将TIM3_CH1映射到PC6引脚
  GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM3, ENABLE); // 重映射TIM3引脚 TIM3_CH1 -> PC6
  // 配置从定时器1（TIM3）的GPIO引脚，PC6
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TIM_SLAVE1_PIN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 设置引脚速度
  GPIO_Init(TIM_SLAVE1_PORT, &GPIO_InitStructure); // 初始化TIM3_CH1（PC6）
  // 配置从定时器2（TIM4）的GPIO引脚，PB6
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TIM_SLAVE2_PIN;
  GPIO_Init(TIM_SLAVE2_PORT, &GPIO_InitStructure); // 初始化TIM4_CH2（PB6）
  // 配置主定时器（TIM2）的GPIO引脚，PB10
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TIM_MASTER_PIN;
  GPIO_Init(TIM_MASTER_PORT, &GPIO_InitStructure); // 初始化TIM2_CH3（PB10）
}

使能GPIO时钟：

RCC_APB2PeriphClockCmd 使能了与主定时器和从定时器相关的GPIO时钟，并使能了AFIO时钟。
GPIO_PinRemapConfig 配置了定时器通道的引脚重映射，例如将 TIM2_CH3 重映射到 PB10。

配置GPIO引脚：

使用 GPIO_InitTypeDef 结构体配置引脚。
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode 设置为推挽复用输出 (GPIO_Mode_AF_PP)，以支持定时器的PWM输出。
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed 设置为 50MHz。

具体GPIO引脚配置：

PC6: 配置为 TIM3_CH1 的推挽复用输出。
PB6: 配置为 TIM4_CH1 的推挽复用输出。
PB10: 配置为 TIM2_CH3 的推挽复用输出。

这里出现了一个新的库函数，我们需要分析一下：

GPIO_PinRemapConfig 是一个用于配置GPIO引脚重映射的库函数，通常用于定时器或其他外设的引脚重映射，以便将外设功能映射到不同的引脚上。它的主要功能是在微控制器中重新定义某些功能引脚的位置。

函数原型

void GPIO_PinRemapConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, FunctionalState NewState);

参数说明

GPIOx: 需要重映射的GPIO配置。例如，GPIO_FullRemap_TIM2 代表定时器2的完全重映射。
NewState: 指定是否启用重映射。ENABLE 启用重映射，DISABLE 禁用重映射。

功能描述

重映射引脚: 该函数将定时器或其他外设的特定功能引脚映射到其他可用引脚上。例如，将 TIM2_CH3 的功能映射到 PB10。
灵活性: 提供了更大的灵活性以适应不同的硬件布局和需求。

使用场景

当你需要将外设的功能引脚分配到不同的物理引脚时，例如在开发过程中调整硬件布局或在应用程序中使用不同的引脚。

示例

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM2, ENABLE); // 启用 TIM2 的完全重映射

2.2.3 TIM模式配置

// 初始化定时器的工作模式（主从定时器模式）
static void TIM_Mode_Init(void)
{
  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
  // 使能主定时器和从定时器的时钟
  RCC_APB1PeriphClockCmd(TIM_MASTER_CLK | TIM_SLAVE1_CLK | TIM_SLAVE2_CLK, ENABLE);
  // 配置主定时器时基参数
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 72; // 设置定时器的自动重载值（周期为72）
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; // 不使用预分频器
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; // 时钟分频系数为0
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 计数向上计数
  TIM_TimeBaseInit(TIM_MASTER, &TIM_TimeBaseStructure); // 初始化主定时器
  // 配置从定时器1时基参数（周期设置为4）
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 4; // 设置周期为4
  TIM_TimeBaseInit(TIM_SLAVE1, &TIM_TimeBaseStructure); // 初始化从定时器1
  // 配置从定时器2时基参数（周期设置为4）
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 4; // 设置周期为4
  TIM_TimeBaseInit(TIM_SLAVE2, &TIM_TimeBaseStructure); // 初始化从定时器2
  // 配置主定时器为PWM模式
  TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; // 设置为PWM模式1
  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 使能输出
  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 5; // 设置PWM占空比为5
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; // 输出极性为高
  TIM_OC3Init(TIM_MASTER, &TIM_OCInitStructure); // 配置主定时器的PWM输出通道3
  // 配置主定时器为主从模式
  TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM_MASTER, TIM_MasterSlaveMode_Enable); // 使能主从模式
  TIM_SelectInputTrigger(TIM_MASTER, TIM_TRGOSource_Update); // 设置输出触发源为更新事件
  // 配置从定时器1为PWM模式
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; // 设置为PWM模式1
  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 使能输出
  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 4; // 设置PWM占空比为4
  TIM_OC1Init(TIM_SLAVE1, &TIM_OCInitStructure); // 配置从定时器1的PWM输出通道1
  // 配置从定时器1为主从模式
  TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM_SLAVE1, TIM_MasterSlaveMode_Enable);
  // 配置从定时器1为门控同步模式
  TIM_SelectSlaveMode(TIM_SLAVE1, TIM_SlaveMode_Gated); // 设置为门控同步模式
  TIM_SelectInputTrigger(TIM_SLAVE1, TIM_TS_ITR1); // 设置触发源为主定时器的更新事件
  // 配置从定时器2为门控同步模式
  TIM_SelectSlaveMode(TIM_SLAVE2, TIM_SlaveMode_Gated); // 设置为门控同步模式
  TIM_SelectInputTrigger(TIM_SLAVE2, TIM_TS_ITR2); // 设置触发源为另一个输入触发源
  // 启动主定时器和从定时器
  TIM_Cmd(TIM_MASTER, ENABLE); // 启动主定时器
  TIM_Cmd(TIM_SLAVE1, ENABLE); // 启动从定时器1
  TIM_Cmd(TIM_SLAVE2, ENABLE); // 启动从定时器2
}

2.2.4 主函数

#include "stm32f10x.h"
#include "general_tim.h"

int main(void)
{
  TIMx_Init();
  while(1)
  {
  }
}

3. 小结

其他步骤我们已经很熟悉了，下面重点来分析一下配置TIM模式：

3.1 启用定时器时钟

RCC_APB1PeriphClockCmd(GENERAL_TIM_MASTER_CLK | GENERAL_TIM_SLAVE1_CLK | GENERAL_TIM_SLAVE11_CLK, ENABLE);

这行代码启用了主定时器（GENERAL_TIM_MASTER）和两个从定时器（GENERAL_TIM_SLAVE1 和 GENERAL_TIM_SLAVE11）的时钟，使能它们的计数功能。

3.2 配置时基

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 72;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIM_MASTER, &TIM_TimeBaseStructure);

TIM_Period：定时器计数周期。当计数器的值从0增加到此值时，会产生一个溢出事件。
TIM_Prescaler：预分频器的值。它控制定时器计数频率。此处设置为0，意味着时钟频率没有被分频。
TIM_ClockDivision：时钟分频系数。设置为0时，定时器时钟没有额外分频。
TIM_CounterMode：计数模式，这里设置为TIM_CounterMode_Up，意味着计数器将从0向上计数。

3.3 配置 PWM 模式

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 36; // 占空比
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OC3Init(GENERAL_TIM_MASTER, &TIM_OCInitStructure);

TIM_OCMode：输出比较模式，这里设置为TIM_OCMode_PWM1，配置为PWM1模式。
TIM_OutputState：设置为TIM_OutputState_Enable，启用输出。
TIM_Pulse：设置PWM信号的脉宽，决定占空比。脉宽为36。
TIM_OCPolarity：输出极性设置为高，即PWM信号的高电平在计数器计数期间持续时间。

3.4 配置从定时器

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 4;
TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIM_SLAVE1, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIM_SLAVE11, &TIM_TimeBaseStructure);

为两个从定时器设置周期为4的计数器。

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 1; // 占空比
TIM_OC1Init(GENERAL_TIM_SLAVE1, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC1Init(GENERAL_TIM_SLAVE11, &TIM_OCInitStructure);

3.5 配置主从模式

使能主从模式

TIM_SelectMasterSlaveMode(GENERAL_TIM_MASTER, TIM_MasterSlaveMode_Enable);

启用主定时器的主从模式，这使得主定时器可以作为触发源来驱动从定时器。

选择输出触发源

TIM_SelectOutputTrigger(GENERAL_TIM_MASTER, TIM_TRGOSource_Update);

设置主定时器的触发源为更新事件（计数器溢出时），主定时器的更新事件将触发从定时器。

配置从定时器为从模式

TIM_SelectSlaveMode(GENERAL_TIM_SLAVE1, TIM_SlaveMode_Gated);
TIM_SelectInputTrigger(GENERAL_TIM_SLAVE1, TIM_TS_ITR1);

将GENERAL_TIM_SLAVE1配置为“门控模式”（Gated Mode），这意味着从定时器的计数会被主定时器的触发事件控制。触发源设置为输入触发1（ITR1），这是主定时器的触发信号。

TIM_SelectSlaveMode(TIM4, TIM_SlaveMode_Gated);
TIM_SelectInputTrigger(GENERAL_TIM_SLAVE11, TIM_TS_ITR2);

同样地，将GENERAL_TIM_SLAVE11配置为“门控模式”，并设置触发源为输入触发2（ITR2），另一个主定时器的触发信号。

3.6 启用定时器

TIM_Cmd(GENERAL_TIM_SLAVE1, ENABLE);
TIM_Cmd(GENERAL_TIM_MASTER, ENABLE);
TIM_Cmd(GENERAL_TIM_SLAVE11, ENABLE);

最后，启用所有定时器，使它们开始计数和生成PWM信号。

2024.9.13 第一次修订，后期不再维护

2025.1.26 优化代码

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本文作者：hazy1k

本文链接：https://www.cnblogs.com/hazy1k/p/18412294

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1. 硬件设计

2. 软件设计

2.1 编程大纲

2.2 代码分析

2.2.1 定时器相关参数宏定义

2.2.2 定时器GPIO初始化

2.2.3 TIM模式配置

2.2.4 主函数

3. 小结

3.1 启用定时器时钟

3.2 配置时基

3.3 配置 PWM 模式

3.4 配置从定时器

3.5 配置主从模式

使能主从模式

选择输出触发源

配置从定时器为从模式

3.6 启用定时器

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3.3 配置 PWM 模式

3.4 配置从定时器

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3.6 启用定时器

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