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文章目录
基本定时器简介基本定时器框图
计数模式及溢出条件递增计数模式递减计数模式中间对齐计数模式
相关寄存器控制寄存器1 （TIMx_CR1）DMA/中断使能寄存器（TIMx_DIER）状态寄存器（TIMx_SR）计数器寄存器（TIMx_CNT）预分频寄存器（TIMx_PSC）自动重装载寄存器（TIMx_ARR）
溢出时间计算方法实验定时器中断配置步骤相关HAL库函数介绍定时器中断实验
基本定时器简介
STM32F407 有两个基本定时器 TIM6 和 TIM7 主要特性： 16 位自动重载递增计数器，计数值 1 ~ 65535； 16 位可编程预分频器，预分频系数 1~65536，用于对计数器时钟频率进行分频； 还可以触发 DAC 的同步电路，以及生成中断/DMA 请求。 分频 = 设置的分频系数 + 1
基本定时器框图
①时钟源 基本定时器时钟挂 载在 APB1 总线，所以它的时钟来自于 APB1 总线，但是基本定时器时钟不是直接由 APB1 总线直接提供，而是先经过一个倍频器。当 APB1 的预分频器系数为 1 时，这个倍频器系数为 1，即定时器的时钟频率等于 APB1 总线时钟频率；当 APB1 的预分频器系数≥2 分频时，这个倍频器系数就为 2 ， 即定时器的时钟频率等于 APB1 总 线时钟频率的两倍 。我们 在sys_stm32_clock_init 时钟设置函数已经设置 APB1 总线时钟频率为 42Mhz，APB1 总线的预分频器分频系数是 2，所以挂载在 APB1 总线的定时器时钟频率为 84Mhz。②控制器 控制器除了控制定时器复位、使能、计数等功能之外，还可以用于触发 DAC 转换。③时基单元 时基单元包括：计数器寄存器(TIMx_CNT)、预分频器寄存器(TIMx_PSC)、自动重载寄存器(TIMx_ARR) 。基本定时器的这三个寄存器都是 16 位有效数字，即可设置值范围是 0~65535。
时基单元中的预分频器 PSC，它有一个输入和一个输出。输入 CK_PSC 来源于控制器部分，实际上就是来自于内部时钟（CK_INT），即 2 倍的 APB1 总线时钟频率（84MHz）。输出 CK_CNT是分频后的时钟，它是计数器实际的计数时钟，通过设置预分频器寄存器(TIMx_PSC)的值可以得到不同频率 CK_CNT。 
预分频器寄存器(TIMx_PSC)可以在运行过程中修改它的数值，新的预分频数值将在下一个更新事件时起作用。因为更新事件发生时，会把 TIMx_PSC 寄存器值更新到其影子寄存器中，这才会起作用。 影子寄存器：影子寄存器是一个实际起作用的寄存器，不可直接访问。
自动重载寄存器及其影子寄存器的作用和上述同理。不同点在于自动重载寄存器是否具有缓冲作用还受到 ARPE 位的控制，当该位置 0 时，ARR 寄存器不进行缓冲，我们写入新的 ARR值时，该值会马上被写入 ARR 影子寄存器中，从而直接生效；当该位置 1 时，ARR 寄存器进行缓冲，我们写入新的 ARR 值时，该值不会马上被写入 ARR 影子寄存器中，而是要等到更新事件发生才会被写入 ARR 影子寄存器，这时才生效。
产生更新事件的两种情况：
一是由软件产生，将 TIMx_EGR 寄存器的位UG 置 1，产生更新事件后，硬件会自动将 UG 位清零。二是由硬件产生，满足以下条件即可：计数器的值等于自动重装载寄存器影子寄存器的值。下面来讨论一下硬件更新事件。
计数模式及溢出条件
 通过时序图理解计数模式
递增计数模式
递减计数模式
中间对齐计数模式
相关寄存器
控制寄存器1 （TIMx_CR1）
DMA/中断使能寄存器（TIMx_DIER）
用于使能更新中断 
状态寄存器（TIMx_SR）
用于判断是否发生了更新中断，由硬件置1，软件清零 
计数器寄存器（TIMx_CNT）
计数器实时数值，可用于设置计数器初始值 
预分频寄存器（TIMx_PSC）
 写入的数值范围是 0 到 65535，分频系数范围：1 到 65536。
自动重装载寄存器（TIMx_ARR）
 计数器的值会和 ARR 寄存器影子寄存器进行比较，当两者相等，定时器就会溢出，从而发生更新事件，如果打开更新中断，还会发生更新中断。
溢出时间计算方法
实验
定时器中断配置步骤
配置定时器基础工作参数定时器基础MSP初始化使能更新中断并启动定时器设置优先级，使能中断编写中断服务函数编写中断服务函数
相关HAL库函数介绍
 关键结构体介绍
typedef struct
{
TIM_TypeDef *Instance; /* 外设寄存器基地址 */
TIM_Base_InitTypeDef Init; /* 定时器初始化结构体*/
HAL_TIM_ActiveChannel Channel; /* 定时器通道 */
DMA_HandleTypeDef *hdma[7]; /* DMA 管理结构体 */
HAL_LockTypeDef Lock; /* 锁定资源 */
__IO HAL_TIM_StateTypeDef State; /* 定时器状态 */
__IO HAL_TIM_ChannelStateTypeDef ChannelState; /* 定时器通道状态 */
__IO HAL_TIM_ChannelStateTypeDef ChannelNState; /* 定时器互补通道状态 */
__IO HAL_TIM_DMABurstStateTypeDef DMABurstState; /* DMA 溢出状态 */
}TIM_HandleTypeDef;
/* TIM_Base_InitTypeDef 结构体 */
typedef struct
{
uint32_t Prescaler; /* 预分频系数 */
uint32_t CounterMode; /* 计数模式 */
uint32_t Period; /* 自动重载值 ARR */
uint32_t ClockDivision; /* 时钟分频因子 */
uint32_t RepetitionCounter; /* 重复计数器 */
uint32_t AutoReloadPreload; /* 自动重载预装载使能 */
} TIM_Base_InitTypeDef;
定时器中断实验
实现功能 使用TIM6，实现500ms定时器中断，在中断中反转LED1，在main函数中通过延时函数反转LED0。bitm.h 对基本定时器，中断进行宏定义
#ifndef __BTIM_H
#define __BTIM_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
/******************************************************************************************/
/* 基本定时器 定义 */
/* TIMX 中断定义
* 默认是针对TIM6/TIM7
* 注意: 通过修改这4个宏定义,可以支持TIM1~TIM8任意一个定时器.
*/
#define BTIM_TIMX_INT TIM6
#define BTIM_TIMX_INT_IRQn TIM6_DAC_IRQn
#define BTIM_TIMX_INT_IRQHandler TIM6_DAC_IRQHandler
#define BTIM_TIMX_INT_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_TIM6_CLK_ENABLE(); }while(0) /* TIM6 时钟使能 */
/******************************************************************************************/
void btim_timx_int_init(uint16_t arr, uint16_t psc); /* 基本定时器 定时中断初始化函数 */
#endif
bitm.c
基本定时器初始化函数
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/TIMER/btim.h"
TIM_HandleTypeDef g_timx_handler; /* 定时器参数句柄 */
/**
* @brief 基本定时器TIMX定时中断初始化函数
* @note
* 基本定时器的时钟来自APB1,当PPRE1 ≥ 2分频的时候
* 基本定时器的时钟为APB1时钟的2倍, 而APB1为42M, 所以定时器时钟 = 84Mhz
* 定时器溢出时间计算方法: Tout = ((arr + 1) * (psc + 1)) / Ft us.
* Ft=定时器工作频率,单位:Mhz
*
* @param arr : 自动重装值。
* @param psc : 时钟预分频数
* @retval 无
*/
void btim_timx_int_init(uint16_t arr, uint16_t psc)
{
g_timx_handler.Instance = BTIM_TIMX_INT; /* 定时器x */
g_timx_handler.Init.Prescaler = psc; /* 分频 */
g_timx_handler.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; /* 递增计数模式 */
g_timx_handler.Init.Period = arr; /* 自动装载值 */
HAL_TIM_Base_Init(&g_timx_handler);
HAL_TIM_Base_Start_IT(&g_timx_handler); /* 使能定时器x和定时器更新中断 */
}
底层驱动代码
**
* @brief 定时器底层驱动，开启时钟，设置中断优先级
此函数会被HAL_TIM_Base_Init()函数调用
* @param 无
* @retval 无
*/
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if (htim->Instance == BTIM_TIMX_INT)
{
BTIM_TIMX_INT_CLK_ENABLE(); /* 使能TIMx时钟 */
HAL_NVIC_SetPriority(BTIM_TIMX_INT_IRQn, 1, 3); /* 抢占1，子优先级3 */
HAL_NVIC_EnableIRQ(BTIM_TIMX_INT_IRQn); /* 开启ITMx中断 */
}
}
TIM中断服务函数
/**
* @brief 基本定时器TIMX中断服务函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void BTIM_TIMX_INT_IRQHandler(void)
{
HAL_TIM_IRQHandler(&g_timx_handler); /* 定时器回调函数 */
}
回调函数
/**
* @brief 回调函数，定时器中断服务函数调用
* @param 无
* @retval 无
*/
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if (htim->Instance == BTIM_TIMX_INT)
{
LED1_TOGGLE(); /* LED1反转 */
}
}
main.c
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/TIMER/btim.h"
int main(void)
{
HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */
sys_stm32_clock_init(336, 8, 2, 7); /* 设置时钟,168Mhz */
delay_init(168); /* 延时初始化 */
usart_init(115200); /* 串口初始化为115200 */
led_init(); /* 初始化LED */
btim_timx_int_init(5000 - 1, 8400 - 1); /* 84 000 000 / 84 00 = 10 000 10Khz的计数频率，计数5K次为500ms */
while(1)
{
LED0_TOGGLE(); /* LED0(红灯) 翻转 */
delay_ms(200);
}
}
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