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STM32单片机通用定时器的编程设计

导读:
关键字:
通用定时器,STM32单片机,

一、STM32通用定时器原理

STM32系列的CPU,有多达8个定时器,其中TIM1和TIM8是能够产生三对PWM互补输出的高级定时器,常用于三相电机的驱动,它们的时钟由APB2的输出产生。其它6个为普通定时器,时钟由APB1的输出产生。

下图是STM32参考手册上时钟分配图中,有关定时器时钟部分的截图:

STM32单片机通用定时器的编程设计

从图中可以看出,定时器的时钟不是直接来自APB1或APB2,而是来自于输入为APB1或APB2的一个倍频器,图中的蓝色部分。

下面以通用定时器2的时钟说明这个倍频器的作用: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的预分频系数为其它数值(即预分频系数为2、4、8或16)时,这个倍频器起作用,定时器的时钟频率等于APB1的频率两倍。

可能有同学还是有点不理解,OK,我们举一个例子说明。假定AHB=36MHz,因为APB1允许的最大频率为36MHz,所以APB1的预分频系数可以取任意数值;

当预分频系数=1时,APB1=36MHz,TIM2~7的时钟频率=36MHz(倍频器不起作用);

当预分频系数=2时,APB1=18MHz,在倍频器的作用下,TIM2~7的时钟频率=36MHz。

有人会问,既然需要TIM2~7的时钟频率=36MHz,为什么不直接取APB1的预分频系数=1?答案是:APB1不但要为TIM2~7提供时钟,而且还要为其它外设提供时钟;设置这个倍频器可以在保证其它外设使用较低时钟频率时。

Stm32外设用户手册,如图:

STM32单片机通用定时器的编程设计

再举个例子:当AHB=72MHz时,APB1的预分频系数必须大于2,因为APB1的最大频率只能为36MHz。如果APB1的预分频系数=2,则因为这个倍频器,TIM2~7仍然能够得到72MHz的时钟频率。能够使用更高的时钟频率,无疑提高了定时器的分辨率,这也正是设计这个倍频器的初衷。

二、STM32通用定时器编程

定时器编程,就是中断的编程。因为使用定时器必定要使用到中断。

步骤一:RCC_Configuration();//设置系统时钟,包括时钟RCC的配置,倍频到72MHZ。

步骤二:GPIO的配置,使用函数为GPIO_cfg();,该函数的实现如下:

voidGPIO_cfg()

{

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD,ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;//选择引脚6

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(GPIOC,&GPIO_InitStructure);

}

实际上定时器的讲解,不需要配置GPIO的引脚,只是我们在定时器实验中,

使用每隔一秒点亮一次LED灯来做实验,所以需要配置对应GPIO的引脚。

步骤三:嵌套中断控制器的配置,我们照样使用函数NVIC_Config();只是初始化的过程略有不同。这里我们也把函数实现列出来:

从以上函数实现来看,实际上只是改动了结构体成员NVIC_IRQChannel的值,现在需要的通道是TIM2的通道,因此初始化值为TIM2_IRQChannel。从这里也可以看出,这个函数实际上可以看做一个模型,可以拿去别的程序中改动后直接使用。

voidNVIC_cfg()

{

NVIC_InitTypeDefNVIC_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);

}

步骤四:定时器的初始化配置,使用Timer_Config();。OK,关键部分出来了。

我们来看下实现过程:

TIMER_cfg();//定时器的配置

//开启定时器2

TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);

voidTimer_Config(void)

{

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);

TIM_DeInit(TIM2);

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=2000-1;//自动重装载寄存器的值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=(36000-1);//时钟预分频数

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//采样分频

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//向上计数模式

TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);

TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);//清除溢出中断标志

TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);

TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);/开启时钟

}

我们每个语句都来解释一下。首先我们想使用定时器,就必须使能定时器的时钟,这就是函数RCC_APB1PeriphClockCmd();,通过它开启RCC_APB1Periph_TIM2。

TIM_DeInit(TIM2);该函数主要用于复位TIM2定时器,使之进入初始状态。

然后我们对自动重装载寄存器赋值,TIM_Period的大小实际上表示的是需要经过TIM_Period次计数后才会发生一次更新或中断。接下来需要设置时钟预分频数TIM_Prescaler,这里有一个公式,我们举例来说明:例如时钟频率=72MHZ/(时钟预分频+1)。说明当前设置的这个TIM_Prescaler,直接决定定时器的时钟频率。通俗点说,就是一秒钟能计数多少次。比如算出来的时钟频率是2000,也就是

一秒钟会计数2000次,而此时如果TIM_Period设置为4000,即4000次计数后就会中断一次。由于时钟频率是一秒钟计数2000次,因此只要2秒钟,就会中断一次。

再往后的代码,还有一个需要注意的,TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;就是我们一般采用向上计数模式,即每次计数就会加1,直到寄存器溢出发生中断为止。最后别忘了,需要使能定时器!!

发生中断时间=(TIM_Prescaler+1)* (TIM_Period+1)/FLK

用上述公式可算出:发生中断时间 (2000-1+1)*(36000-1+1)/72000000=1 秒

步骤五:编写中断服务程序。同样需要注意的,一进入中断服务程序,第一步要做的,就是清除掉中断标志位。由于我们使用的是向上溢出模式,因此使用

的函数应该是:TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_FLAG_Update);。

STM32开发板实现的中断服务程序如下:

每隔一秒,发生中断时,进入此中断函数执行程序,让LED闪一下,此中断程序所在文件stm32f10x_it.c

*FunctionName:TIM2_IRQHandler

*Description:ThisfunctionhandlesTIM2globalinterruptrequest.

*Input:None

* Output : None
来源;21ic

来源:工程师周亮   作者:21ic  2019/10/9 16:16:00
栏目: [ STM32单片机定时器]

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