【STM32定时器（一）内部时钟定时与外部时钟 TIM小总结】

2024-07-11 14:09| 来源: 网络整理| 查看: 265

STM32 TIM详解 TIM介绍定时器类型基本定时器通用定时器高级定时器常用名词时序图预分频时序计数器时序图定时器中断配置图定时器定时代码调试代码案例1代码案例2

TIM介绍

定时器（Timer）是微控制器中的一个重要模块，用于生成定时和延时信号，以及处理定时事件。在STM32系列微控制器中，定时器通常用于以下几个方面：

定时器功能：定时器可以生成精确的定时信号，用于定时器中断、PWM（脉冲宽度调制）、计时等应用。它可以产生周期性的计数器溢出事件，也可以产生比较匹配和捕获事件。

PWM生成：定时器可以用于产生PWM信号，用于控制电机速度、调光、音频产生等应用。

计时功能：定时器可以用于测量时间间隔，计算时间延迟，或者用于定时测量外部事件的频率。

输入捕获和输出比较：定时器可以用于捕获外部事件的时间戳，也可以用于与比较器进行比较，并产生相应的事件。

在STM32系列微控制器中，定时器模块非常灵活，通常包括多个独立的定时器单元，每个定时器单元都有自己的计数器、自动重载寄存器、预分频器、比较器等功能。此外，定时器模块通常还支持多种工作模式、计数模式和时钟源选择，可以满足各种不同的应用需求。

定时器可以对输入的时钟进行计数，并在计数值达到设定值时触发中断16位计数器、预分频器、自动重装寄存器的时基单元，在72MHz计数时-钟下可以实现最大59.65s的定时（72MHZ/65535+1）*(65535+1) 该公式后续会说明。不仅具备基本的定时中断功能，而且还包含内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等多种功能根据复杂度和应用场景分为了高级定时器、通用定时器、基本定时器三种类型定时器类型

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基本定时器

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为何PSC+1？PSC为0则不分频即72MHz，为1 则分频率为36Mhz也即是72MHz/1+1 =36MHz，为2则分频为72Mhz/2+1=24MHz …最大值分频值为为65535 则72MHz/65535+1

默认情况下，定时器的输入时钟源（CK_INT）与定时器预分频器的输入时钟（CK_PSC）的时钟频率是相同的。

在STM32系列微控制器中，默认情况下，定时器的输入时钟源是微控制器的主时钟（一般是内部时钟源，比如HSI或者HSI16），而定时器预分频器的输入时钟则是来自于定时器输入时钟源。因此，如果没有对定时器的时钟源进行特别的配置，那么默认情况下，CK_INT和CK_PSC的时钟频率是相同的。

通用定时器

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高级定时器

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常用名词

CK_CNT_OV：时器计数器溢出频率，即定时器溢出的频率，通常以 Hz（赫兹）为单位。 CK_CNT: 定时器计数器时钟频率，即定时器计数器的输入时钟频率，通常以 Hz 为单位。 ARR : 自动重载寄存器的值，决定了定时器计数器溢出的周期。 CK_PSC: 定时器预分频器的输入时钟频率，通常也是定时器的输入时钟频率，在这里是72MHz,不需要我们处理。 PSC : 定时器预分频器的分频系数，决定了定时器计数器时钟频率。这些参数的英文全称分别是： - CK_CNT_OV: Timer Counter Overflow Frequency - CK_CNT: Timer Counter Clock Frequency - ARR: Auto-reload Register Value - CK_PSC: Timer Prescaler Clock Frequency - PSC: Prescaler Value 公式(重要计算定时用):

输入时钟频率：CK_CNT = CK_PSC / (PSC + 1) 计数器溢出频率：CK_CNT_OV = CK_CNT / (ARR + 1) 将CK_CNT= CK_PSC / (PSC + 1)带入得到下式= CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1) 时序图预分频时序

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计数器时序图

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定时器中断配置图

在这里插入图片描述需要一个一个配置，打通所在的线路配置即可。

定时器定时计时1s如何设置计时？ 1s=1/1Hz 即 t=1/f f(频率)=计数器溢出频率; t(时间)=1/f; 计时1s等于t=1/1(CK_CNT_OV) 故而f=CK_CNT_OV=1 ;此时CK_PSC / (PSC + 1) * (ARR + 1)=1 又因为 CK_PSC 是预分频器的输入时钟频率，为72MHz，故而(PSC + 1) * (ARR + 1)=CK_PSC=72000000，凑PSC和ARR的值（但不要超过65535）使得式子成立即可。这里PSC可以给7200-1 为什么-1？因为(PSC + 1) * (ARR + 1)式子PSC+1了，为了凑整数好计算取PSC=7200(注意：不要超过65535)。ARR+1=72000000/(PSC+1)=10000;

以分频或者不分频后的的频率进入计数到ARR，到达ARR后，清零PSC,同时进入中断函数执行中断函数

如此 1ms ,1 us的配置也就通过计算可以计算出了。

故而配置时基单元就可以这样写：

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//配置为向上计数 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//这里随便配置个其中的参数 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=10000;//Auto-Reload，重装值 ARR 其值不得超过65536 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=7200;//预分频系数根据上方公式计算 PSC，其值不得超过65536 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;//这个是高级定时器才会用到的，通用随便给个直接给0 TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);

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代码调试代码案例1

使用定时器，每1s进入一次定时器中断函数，完成Num++操作，并将它显示到OLED显示屏幕上。 Timer.c

#include "stm32f10x.h" // Device header extern uint16_t Num; //Extern 声明变量在其他文件里（在main.c定义了），让编译器自己去找，这里引用的是main.c定义过的变量 void Timer_Init(void) { RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//TIM2，通用计时器使能 TIM_InternalClockConfig(TIM2);//配置为内部时钟模式 TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//配置为向上计数 //@72MHz 1s TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//这里随便配置个其中的参数 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=10000;//Auto-Reload，重装值 ARR 其值不得超过65536 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=7200;//预分频系数PSC，其值不得超过65536 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;//这个是高级定时器才会用到的，通用随便给个直接给0 TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure); TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//使能定时器中断 //下面这行程序后面还有中断使能开关，中断标志置1了，但后面的中断使能没开，也进不了中断，所以在使能开关前面清除就能达到目的 TIM_ClearFlag( TIM2,TIM_FLAG_Update);//清除标志位，因为TIM_TimeBaseInit函数里有这样一句话 /* Generate an update event to reload the Prescaler and the Repetition counter values immediately->立即 */ //就会导致刚初始化就进入中断，导致下方Num不是从0开始，而是从1开始。 // TIMx->EGR = TIM_PSCReloadMode_Immediate; 因此需要清除标志位。 //NVIC配置 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//分组2 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;//配置为TIM2 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//使能NVIC NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;//抢占优先级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;//响应优先级 NVIC_Init(& NVIC_InitStructure); //一定记得启动定时器 TIM_Cmd(TIM2,ENABLE); } void TIM2_IRQHandler(void) { if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET) { Num++; Num%=100;//100重新计时 TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);//清楚标志位 } }

main.c

#include "stm32f10x.h" // Device header #include "OLED.h" #include "Timer.h" uint16_t Num;//定义Num,在Timer引用 int main() { OLED_Init(); Timer_Init(); while(1) { OLED_ShowNum(1,1,Num,4); } }

现象：每1s加一次。一直加到99，再加清零继续从0开始在这里插入图片描述

代码案例2

对射式红外，遮挡一次cnt加1次，满十次cnt清零，同时Num+1。

因为使用的是ETR外部时钟模式2，故而接线图Do->PA0（PA0有复用TIM2_ETR功能）在这里插入图片描述 Timer.c

#include "stm32f10x.h" // Device header extern uint16_t Num; //Extern 声明变量在其他文件里（在main.c定义了），让编译器自己去找，这里引用的是main.c定义过的变量 void Timer_Init(void) { //TIM2通用定时器时钟使能 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//TIM2，通用计时器使能 //GPIO时钟使能 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //外部时钟模式2使能 TIM_ETRClockMode2Config(TIM2,TIM_ExtTRGPSC_OFF,TIM_ExtTRGPolarity_Inverted,0xff);//外部时钟模式2，下降沿触发,滤波 //GPIO配置 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //模式看手册的 GPIO章节的8.1.11 外设的GPIO配置中的TIM ETR GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;//上拉输入，手册给的浮空输入，但不建议，因为电平会跳个不停 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;//PA0端口,因为PA0有TIM2_ETR复用功能 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //时基单元配置 TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//配置为向上计数 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//这里随便配置个其中的参数 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=10-1;//Auto-Reload，重装值 ARR 其值不得超过65536 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=1-1;//预分频系数PSC，其值不得超过65536 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;//这个是高级定时器才会用到的，通用随便给个直接给0 TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure); TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//使能定时器中断 //这个程序后面还有中断使能开关，中断标志置1了，但后面的中断使能没开，也进不了中断，所以在使能开关前面清除就能达到目的 TIM_ClearFlag( TIM2,TIM_FLAG_Update);//清除标志位，因为TIM_TimeBaseInit函数里有这样一句话 /* Generate an update event to reload the Prescaler and the Repetition counter values immediately->立即 */ //就会导致刚初始化就进入中断，导致下方Num不是从0开始，而是从1开始。 // TIMx->EGR = TIM_PSCReloadMode_Immediate; 因此需要清除标志位。 //NVIC配置 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//分组2 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;//配置为TIM2 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//使能NVIC NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//抢占优先级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;//响应优先级 NVIC_Init(& NVIC_InitStructure); //一定记得启动定时器 TIM_Cmd(TIM2,ENABLE); } /** * @brief 得到TIM2的计数值 * @param 无 * @retval 计数器的值 */ uint16_t Timer_GetCounter(void) { return TIM_GetCounter(TIM2); } //模板 /* void TIM2_IRQHandler(void) { if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET) { TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);//清楚标志位 } } */ 解释一下Period与Prescaler的值的意义（以红外对射为例）上述情况：Period为10-1（重传值9 为10时清零），Prescaler为1-1 不分频(频率)，假如改为2-1，频率就会比1-1变慢2倍，此时红外遮挡两次CNT才增加一次。表示当红外对射遮挡一次，Timer_GetCounter加1 当Timer_GetCounter到9时，再加1，就进入TIM更新事件中断，同时Timer_GetCounter清除为0 拓展：Period为M-1 ，Prescaler为N-1 表示当红外对射遮挡N次，Timer_GetCounter加1 个人总结复习使用，如果对你也有帮助，那可真是小舞的荣幸。

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