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STM32（六）：STM32指南者-定时器实验

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一、基本概念

何为定时器？
主要功能就是接收输入信号，以一定频率计数，再输出信号（触发中断）。在stm32当中，以此为基础，集成了多种功能，如：内、外时钟源选择，输入捕获，输出比较，编码器，PWM波输出等。

STM32中定时器分类：
参考：
1、https://zhuanlan.zhihu.com/p/648584916
2、https://blog.csdn.net/zs3194068129/article/details/137357092
在这里插入图片描述

1、常规定时器

其中，STM32F1 系列中，除了互联型的产品，共有 8个常规定时器，分为基本定时器，通用定时器和高级定时器。

  • 基本定时器： TIM6 和 TIM7 是一个 16位的只能向上计数的定时器，只能定时，没有外部 IO。

  • 通用定时器 ：TIM2/3/4/5是一个 16位的可以向上/下计数的定时器，可以定时，可以输出比较，可以输入捕捉，
    每个定时器有四个外部IO。

  • 高级定时器： TIM1/8是一个 16位的可以向上/下计数的定时器，可以定时，可以输出比较，可以输入捕捉，还可以有三相电机互补输出信号，每个定时器有8 个外部 IO。
    在这里插入图片描述基本原理：
    在这里插入图片描述

  • 自动重装载寄存器 ARR：是一个比较影子寄存器，用来存储程序中某个变量或寄存器的值,然后将其与其他变量或寄存器的值进行比较的寄存器。

  • 溢出条件：CNT==ARR(影子寄存器中的值)、或0、或ARR-1、1；
    在这里插入图片描述

2、内核定时器

XXX

二、基本定时器实验

1、实验说明

本实验利用基本定时器 TIM6/7 定时 1s，1s 时间到 LED 翻转一次。基本定时器是单片机内部的资源， 没有外部 IO，不需要接外部电路，现只需要一个 LED 即可。

基本原理
利用一个基本定时器（如TIM6），通过中断事件设置一个单位定时器（如1ms），主函数利用单位计时器实现LED灯定时翻转。

编程思路
1、配置LED灯；
2、配置定时器；
3、设定中断事件配置1ms的单位计时器；
4、主函数中利用1ms的单位计时器开始计数，当计数到1000时LED翻转一次。

2、编程过程

（1）配置LED

STM32（四）：STM32指南者-跑马灯实验

（2）配置定时器

定时器配置参数（以TIM6为例）：

//1、TIM6时钟配置
#define BASIC_TIM                TIM6//使用时钟
#define BASIC_TIM_APBxClock_FUN  RCC_APB1PeriphClockCmd//APB1时钟启动函数
#define BASIC_TIM_CLK            RCC_APB1Periph_TIM6//APB1_TIM6内部时钟CK_INT=72M
#define BASIC_TIM_IRQ            TIM6_IRQn//定时器TIM6
#define BASIC_TIM_IRQHandler     TIM6_IRQHandler
//2、基本定时器参数配置
#define BASIC_TIM_Prescaler      71//时钟预分频数，则驱动计数器的时钟CK_CNT = CK_INT / (71+1)=1M；可设置范围为0至65535，实现1至65536分频   
#define BASIC_TIM_Period         1000-1//自动重装载寄存器周的值(计数值)，则1s/1MHz*1000=1ms，可设置范围为0至65535；累计TIM_Period个频率后产生一个更新或者中断

定时器配置函数：

//3、基本定时器模式配置
static void BASIC_TIM_Mode_Config(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;//时钟结构体
    BASIC_TIM_APBxClock_FUN(BASIC_TIM_CLK, ENABLE);// 开启内部定时器时钟
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = BASIC_TIM_Period;// 自动重装载寄存器的值：1000-1
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= BASIC_TIM_Prescaler;// 时钟预分频数：72-1
    //TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;// 时钟分频因子 ，基本定时器没有，不用管
    //TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; // 计数器计数模式，基本定时器只能向上计数，没有计数模式的设置
	//TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;// 重复计数器的值，基本定时器没有，不用管  
    TIM_TimeBaseInit(BASIC_TIM, &TIM_TimeBaseStructure);// 初始化定时器
    TIM_ClearFlag(BASIC_TIM, TIM_FLAG_Update);// 清除计数器中断标志位
    TIM_ITConfig(BASIC_TIM,TIM_IT_Update,ENABLE);// 开启计数器中断
    TIM_Cmd(BASIC_TIM, ENABLE);	// 使能计数器
}
（3）设定中断事件

当TIM6累计TIM_Period个频率后就会产生一个中断执行中断程序

中断配置函数：

// dym4:中断优先级配置
static void BASIC_TIM_NVIC_Config(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);// 设置中断组为0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = BASIC_TIM_IRQ ;// 设置中断来源：TIM6_IRQn
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;// 设置主优先级为0 
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;	//配置子优先级为：3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能中断通道
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

中断执行函数：

//dym5:中断执行函数
void  BASIC_TIM_IRQHandler (void)
{
	if ( TIM_GetITStatus( BASIC_TIM, TIM_IT_Update) != RESET ) //按本文的设置1ms触发一次
	{	
		time++;//main函数的全局变量
		TIM_ClearITPendingBit(BASIC_TIM , TIM_FLAG_Update); //把相应的中断标志位清除掉，切记 		 
	}		 	
}
（4）主函数计数

设置全局变量time，定时器1ms，若实现1s转换一次LED灯，则time计数到1000

volatile uint32_t time = 0; // ms 计时变量 

int main(void)
{
	/* led 端口配置 */ 
	LED_GPIO_Config();
	/* Time 端口配置 */ 
	BASIC_TIM_Init();
	
  while(1)
  {
    if ( time == 1000 ) /* 1000 * 1 ms = 1s 时间到 */
    {
      time = 0;
			/* LED1 取反 */      
			LED1_TOGGLE; 
    }        
  }
}

3、工程代码

31_test_TimBase.zip

三、通用定时器实验

实验一：常规计时

1、实验说明

本实验利用基本定时器 TIM2/3/4/5 定时 1s，1s 时间到 LED 翻转一次。基本定时器是单片机内部的资源， 没有外部 IO，不需要接外部电路，现只需要一个 LED 即可。

2、编程过程

（1）配置LED

STM32（四）：STM32指南者-跑马灯实验

（2）配置定时器

定时器配置参数：

/**************通用定时器TIM参数定义，只限TIM2、3、4、5************/
// 当需要哪个定时器的时候，只需要把下面的宏定义改成1即可
#define GENERAL_TIM2    1
#define GENERAL_TIM3    0
#define GENERAL_TIM4    0
#define GENERAL_TIM5    0

#if  GENERAL_TIM2
//1、TIM6时钟配置
#define            GENERAL_TIM                   TIM2//使用时钟
#define            GENERAL_TIM_APBxClock_FUN     RCC_APB1PeriphClockCmd//APB1时钟启动函数
#define            GENERAL_TIM_CLK               RCC_APB1Periph_TIM2//APB1_TIM2内部时钟CK_INT=72M
#define            GENERAL_TIM_IRQ               TIM2_IRQn//定时器TIM6
#define            GENERAL_TIM_IRQHandler        TIM2_IRQHandler
//2、基本定时器参数配置
#define            GENERAL_TIM_Prescaler         71//时钟预分频数，则驱动计数器的时钟CK_CNT = CK_INT / (71+1)=1M；可设置范围为0至65535，实现1至65536分频  
#define            GENERAL_TIM_Period            (1000-1)//自动重装载寄存器周的值(计数值)，则1s/1MHz*1000=1ms，可设置范围为0至65535；累计TIM_Period个频率后产生一个更新或者中断

#elif  GENERAL_TIM3
#define            GENERAL_TIM                   TIM3
#define            GENERAL_TIM_APBxClock_FUN     RCC_APB1PeriphClockCmd
#define            GENERAL_TIM_CLK               RCC_APB1Periph_TIM3
#define            GENERAL_TIM_Period            (1000-1)
#define            GENERAL_TIM_Prescaler         71
#define            GENERAL_TIM_IRQ               TIM3_IRQn
#define            GENERAL_TIM_IRQHandler        TIM3_IRQHandler

#elif   GENERAL_TIM4
#define            GENERAL_TIM                   TIM4
#define            GENERAL_TIM_APBxClock_FUN     RCC_APB1PeriphClockCmd
#define            GENERAL_TIM_CLK               RCC_APB1Periph_TIM4
#define            GENERAL_TIM_Period            (1000-1)
#define            GENERAL_TIM_Prescaler         71
#define            GENERAL_TIM_IRQ               TIM4_IRQn
#define            GENERAL_TIM_IRQHandler        TIM4_IRQHandler

#elif   GENERAL_TIM5
#define            GENERAL_TIM                   TIM5
#define            GENERAL_TIM_APBxClock_FUN     RCC_APB1PeriphClockCmd
#define            GENERAL_TIM_CLK               RCC_APB1Periph_TIM5
#define            GENERAL_TIM_Period            (1000-1)
#define            GENERAL_TIM_Prescaler         71
#define            GENERAL_TIM_IRQ               TIM5_IRQn
#define            GENERAL_TIM_IRQHandler        TIM5_IRQHandler

#endif

定时器配置函数：

//3、通用定时器模式配置
static void GENERAL_TIM_Mode_Config(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;	//时钟结构体
    GENERAL_TIM_APBxClock_FUN(GENERAL_TIM_CLK, ENABLE);// 开启内部定时器时钟
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=GENERAL_TIM_Period;// 自动重装载寄存器的值：1000-1
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= GENERAL_TIM_Prescaler;// 时钟预分频数：72-1
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;// 时钟分频因子 ，没用到不用管
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; // 计数器计数模式，设置为向上计数
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;// 重复计数器的值，没用到不用管  
    TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIM, &TIM_TimeBaseStructure);// 初始化定时器
    TIM_ClearFlag(GENERAL_TIM, TIM_FLAG_Update);// 清除计数器中断标志位
    TIM_ITConfig(GENERAL_TIM,TIM_IT_Update,ENABLE);// 开启计数器中断
    TIM_Cmd(GENERAL_TIM, ENABLE);	// 使能计数器
}
（3）设定中断事件

当TIM2/3/4/5累计TIM_Period个频率后就会产生一个中断执行中断程序

中断配置函数：

// dym4:中断优先级配置
static void GENERAL_TIM_NVIC_Config(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);// 设置中断组为0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = GENERAL_TIM_IRQ;// 设置中断来源：TIM2/3/4/5_IRQn
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;// 设置主优先级为0 
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;	//配置子优先级为：3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能中断通道
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

中断执行函数：

//dym5:中断执行函数
void  GENERAL_TIM_IRQHandler(void)
{
	if ( TIM_GetITStatus( GENERAL_TIM, TIM_IT_Update) != RESET ) //按本文的设置1ms触发一次
	{	
		time++;//main函数的全局变量
		TIM_ClearITPendingBit(GENERAL_TIM, TIM_FLAG_Update); //把相应的中断标志位清除掉，切记 		 
	}		 	
}
（4）主函数计数

设置全局变量time，定时器1ms，若实现1s转换一次LED灯，则time计数到1000

volatile uint32_t time = 0; // ms 计时变量 

int main(void)
{
	/* led 端口配置 */ 
	LED_GPIO_Config();
	/* Time 端口配置 */ 
	GENERAL_TIM_Init();
	
  while(1)
  {
    if ( time == 1000 ) /* 1000 * 1 ms = 1s 时间到 */
    {
      time = 0;
			/* LED1 取反 */      
			LED1_TOGGLE; 
    }        
  }
}

3、工程代码

32_test_TimGeneral1.zip

四、高级定时器实验

实验一：常规计时

1、实验说明

本实验利用基本定时器 TIM1/8 定时 1s，1s 时间到 LED 翻转一次。基本定时器是单片机内部的资源， 没有外部 IO，不需要接外部电路，现只需要一个 LED 即可。

2、编程过程

（1）配置LED

STM32（四）：STM32指南者-跑马灯实验

（2）配置定时器

定时器配置参数：

/********************高级定时器TIM参数定义，只限TIM1、8************/
#define ADVANCE_TIM1 // 如果使用TIM8，注释掉这个宏即可

#ifdef  ADVANCE_TIM1 // 使用高级定时器TIM1
//1、TIM1时钟配置
#define            ADVANCE_TIM                   TIM1//使用时钟
#define            ADVANCE_TIM_APBxClock_FUN     RCC_APB2PeriphClockCmd//APB1时钟启动函数
#define            ADVANCE_TIM_CLK               RCC_APB2Periph_TIM1//APB1_TIM2内部时钟CK_INT=72M
#define            ADVANCE_TIM_IRQ               TIM1_UP_IRQn//定时器TIM1
#define            ADVANCE_TIM_IRQHandler        TIM1_UP_IRQHandler
//2、基本定时器参数配置
#define            ADVANCE_TIM_Prescaler         71//时钟预分频数，则驱动计数器的时钟CK_CNT = CK_INT / (71+1)=1M；可设置范围为0至65535，实现1至65536分频  
#define            ADVANCE_TIM_Period            (1000-1)//自动重装载寄存器周的值(计数值)，则1s/1MHz*1000=1ms，可设置范围为0至65535；累计TIM_Period个频率后产生一个更新或者中断



#else  // 使用高级定时器TIM8
#define            ADVANCE_TIM                   TIM8
#define            ADVANCE_TIM_APBxClock_FUN     RCC_APB2PeriphClockCmd
#define            ADVANCE_TIM_CLK               RCC_APB2Periph_TIM8
#define            ADVANCE_TIM_Period            (1000-1)
#define            ADVANCE_TIM_Prescaler         71
#define            ADVANCE_TIM_IRQ               TIM8_UP_IRQn
#define            ADVANCE_TIM_IRQHandler        TIM8_UP_IRQHandler

#endif

定时器配置函数：

//3、通用定时器模式配置
static void ADVANCE_TIM_Mode_Config(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;	//时钟结构体
    GENERAL_TIM_APBxClock_FUN(ADVANCE_TIM_CLK, ENABLE);// 开启内部定时器时钟
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=ADVANCE_TIM_Period;// 自动重装载寄存器的值：1000-1
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= ADVANCE_TIM_Prescaler;// 时钟预分频数：72-1
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;// 时钟分频因子 ，没用到不用管
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; // 计数器计数模式，设置为向上计数
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;// 重复计数器的值，没用到不用管  
    TIM_TimeBaseInit(ADVANCE_TIM, &TIM_TimeBaseStructure);// 初始化定时器
    TIM_ClearFlag(ADVANCE_TIM, TIM_FLAG_Update);// 清除计数器中断标志位
    TIM_ITConfig(ADVANCE_TIM,TIM_IT_Update,ENABLE);// 开启计数器中断
    TIM_Cmd(ADVANCE_TIM, ENABLE);	// 使能计数器
}
（3）设定中断事件

当TIM1/8累计TIM_Period个频率后就会产生一个中断执行中断程序

中断配置函数：

// dym4:中断优先级配置
static void GENERAL_TIM_NVIC_Config(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);// 设置中断组为0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = ADVANCE_TIM_IRQ;// 设置中断来源：TIM1/8_IRQn
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;// 设置主优先级为0 
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;	//配置子优先级为：3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能中断通道
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

中断执行函数：

//dym5:中断执行函数
void  ADVANCE_TIM_IRQHandler(void)
{
	if ( TIM_GetITStatus( ADVANCE_TIM, TIM_IT_Update) != RESET ) //按本文的设置1ms触发一次
	{	
		time++;//main函数的全局变量
		TIM_ClearITPendingBit(ADVANCE_TIM, TIM_FLAG_Update); //把相应的中断标志位清除掉，切记 		 
	}		 	
}
（4）主函数计数

设置全局变量time，定时器1ms，若实现1s转换一次LED灯，则time计数到1000

volatile uint32_t time = 0; // ms 计时变量 

int main(void)
{
	/* led 端口配置 */ 
	LED_GPIO_Config();
	/* Time 端口配置 */ 
	ADVANCE_TIM_Init();
	
  while(1)
  {
    if ( time == 1000 ) /* 1000 * 1 ms = 1s 时间到 */
    {
      time = 0;
			/* LED1 取反 */      
			LED1_TOGGLE; 
    }        
  }
}

3、工程代码

33_test_TimAdvance1.zip

五、内核定时器实验

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