00. 目錄

文章目錄

• • 00. 目錄
  • 01. 通用定時器簡介
  • 02. 通用定時器時鐘
  • 03. 定時器配置步驟
  • 04. 硬件設(shè)計
  • 05. 程序示例
  • 06. 附錄
  • 07. 聲明

01. 通用定時器簡介

STM32F4 的通用定時器包含一個 16 位或 32 位自動重載計數(shù)器（CNT），該計數(shù)器由可編程預(yù)分頻器（PSC）驅(qū)動。STM32F4 的通用定時器可以被用于：測量輸入信號的脈沖長度(輸入捕獲)或者產(chǎn)生輸出波形(輸出比較和 PWM)等。 使用定時器預(yù)分頻器和 RCC 時鐘控制器預(yù)分頻器，脈沖長度和波形周期可以在幾個微秒到幾個毫秒間調(diào)整。STM32F4 的每個通用定時器都是完全獨立的，沒有互相共享的任何資源。

STM3 的通用 TIMx (TIM2~TIM5 和 TIM9~TIM14)定時器功能包括：

16 位/32 位(僅 TIM2 和 TIM5)向上、向下、向上/向下自動裝載計數(shù)器（TIMx_CNT），注意：TIM9~TIM14 只支持向上（遞增）計數(shù)方式。

16 位可編程(可以實時修改)預(yù)分頻器(TIMx_PSC)，計數(shù)器時鐘頻率的分頻系數(shù)為 1～65535 之間的任意數(shù)值。

3）4 個獨立通道（TIMx_CH1_4，TIM9TIM14 最多 2 個通道），這些通道可以用來作為：
A．輸入捕獲
B．輸出比較
C．PWM 生成(邊緣或中間對齊模式) ，注意：TIM9~TIM14 不支持中間對齊模式
D．單脈沖模式輸出

4）可使用外部信號（TIMx_ETR）控制定時器和定時器互連（可以用 1 個定時器控制另外一個定時器）的同步電路。

5）如下事件發(fā)生時產(chǎn)生中斷/DMA（TIM9~TIM14 不支持 DMA）：
A．更新：計數(shù)器向上溢出/向下溢出，計數(shù)器初始化(通過軟件或者內(nèi)部/外部觸發(fā))
B．觸發(fā)事件(計數(shù)器啟動、停止、初始化或者由內(nèi)部/外部觸發(fā)計數(shù))
C．輸入捕獲
D．輸出比較
E．支持針對定位的增量(正交)編碼器和霍爾傳感器電路（TIM9~TIM14 不支持）
F．觸發(fā)輸入作為外部時鐘或者按周期的電流管理（TIM9~TIM14 不支持）

02. 通用定時器時鐘

定時器的時鐘來源有 4 個：
1）內(nèi)部時鐘（CK_INT）
2）外部時鐘模式 1：外部輸入腳（TIx）
3）外部時鐘模式 2：外部觸發(fā)輸入（ETR），僅適用于 TIM2、TIM3、TIM4
4）內(nèi)部觸發(fā)輸入（ITRx）：使用 A 定時器作為 B 定時器的預(yù)分頻器（A 為 B 提供時鐘）。

這些時鐘，具體選擇哪個可以通過 TIMx_SMCR 寄存器的相關(guān)位來設(shè)置。這里的 CK_INT時鐘是從 APB1 倍頻的來的，除非 APB1 的時鐘分頻數(shù)設(shè)置為 1（一般都不會是 1），否則通用定時器 TIMx 的時鐘是 APB1 時鐘的 2 倍，當(dāng) APB1 的時鐘不分頻的時候，通用定時器 TIMx的時鐘就等于 APB1 的時鐘。這里還要注意的就是高級定時器以及 TIM9~TIM11 的時鐘不是來自 APB1，而是來自 APB2 的。

這里順帶介紹一下 TIMx_CNT 寄存器，該寄存器是定時器的計數(shù)器，該寄存器存儲了當(dāng)前定時器的計數(shù)值。

03. 定時器配置步驟

3.1 TIM3 時鐘使能。

TIM3 是掛載在 APB1 之下，所以我們通過 APB1 總線下的時鐘使能函數(shù)來使能 TIM3。調(diào)用的函數(shù)是：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE); ///使能 TIM3 時鐘

3.2 初始化定時器參數(shù) 數(shù), 設(shè)置 自動重裝值 ， 分頻系數(shù) ，計數(shù)方式 等。

在庫函數(shù)中，定時器的初始化參數(shù)是通過初始化函數(shù) TIM_TimeBaseInit 實現(xiàn)的：

void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef*TIMx,TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);

第一個參數(shù)是確定是哪個定時器，這個比較容易理解。第二個參數(shù)是定時器初始化參數(shù)結(jié)構(gòu)體指針，結(jié)構(gòu)體類型為TIM_TimeBaseInitTypeDef，下面我們看看這個結(jié)構(gòu)體的定義：

typedef struct {uint16_t TIM_Prescaler;uint16_t TIM_CounterMode;uint16_t TIM_Period;uint16_t TIM_ClockDivision;uint8_t TIM_RepetitionCounter; } TIM_TimeBaseInitTypeDef;

這個結(jié)構(gòu)體一共有 5 個成員變量，要說明的是，對于通用定時器只有前面四個參數(shù)有用，最后一個參數(shù) TIM_RepetitionCounter 是高級定時器才有用的，這里不多解釋。

第一個參數(shù) TIM_Prescaler 是用來設(shè)置分頻系數(shù)的，剛才上面有講解。

第二個參數(shù) TIM_CounterMode 是用來設(shè)置計數(shù)方式，上面講解過，可以設(shè)置為向上計數(shù)，向下計數(shù)方式還有中央對齊計數(shù)方式，比較常用的是向上計數(shù)模式 TIM_CounterMode_Up 和向下計數(shù)模式 TIM_CounterMode_Down。

第三個參數(shù)是設(shè)置自動重載計數(shù)周期值，這在前面也已經(jīng)講解過。

第四個參數(shù)是用來設(shè)置時鐘分頻因子。

針對 TIM3 初始化范例代碼格式：

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 5000; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =7199; TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

3.3 設(shè)置 TIM3_DIER 允許更新中斷。

因為我們要使用 TIM3 的更新中斷，寄存器的相應(yīng)位便可使能更新中斷。在庫函數(shù)里面定時器中斷使能是通過 TIM_ITConfig 函數(shù)來實現(xiàn)的：

void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState)；

第一個參數(shù)是選擇定時器號，這個容易理解，取值為 TIM1~TIM17。

第二個參數(shù)非常關(guān)鍵，是用來指明我們使能的定時器中斷的類型，定時器中斷的類型有很多種，包括更新中斷 TIM_IT_Update，觸發(fā)中斷 TIM_IT_Trigger，以及輸入捕獲中斷等等。

第三個參數(shù)就很簡單了，就是失能還是使能。

例如我們要使能 TIM3 的更新中斷，格式為：

TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE );

3.4 TIM3 中斷優(yōu)先級設(shè)置。

在定時器中斷使能之后，因為要產(chǎn)生中斷，必不可少的要設(shè)置 NVIC 相關(guān)寄存器，設(shè)置中斷優(yōu)先級。之前多次講解到用 NVIC_Init 函數(shù)實現(xiàn)中斷優(yōu)先級的設(shè)置。

3.5 允許 TIM3 工作，也就是使能 TIM3 。

光配置好定時器還不行，沒有開啟定時器，照樣不能用。我們在配置完后要開啟定時器，通過 TIM3_CR1 的 CEN 位來設(shè)置。在固件庫里面使能定時器的函數(shù)是通過 TIM_Cmd 函數(shù)來實現(xiàn)的：

void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)

這個函數(shù)非常簡單，比如我們要使能定時器 3，方法為：

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能 TIMx 外設(shè)

3.6 編寫中斷服務(wù)函數(shù)。

在最后，還是要編寫定時器中斷服務(wù)函數(shù)，通過該函數(shù)來處理定時器產(chǎn)生的相關(guān)中斷。在中斷產(chǎn)生后，通過狀態(tài)寄存器的值來判斷此次產(chǎn)生的中斷屬于什么類型。然后執(zhí)行相關(guān)的操作，我們這里使用的是更新（溢出）中斷，所以在狀態(tài)寄存器 SR 的最低位。在處理完中斷之后應(yīng)該向 TIM3_SR 的最低位寫 0，來清除該中斷標(biāo)志。

在固件庫函數(shù)里面，用來讀取中斷狀態(tài)寄存器的值判斷中斷類型的函數(shù)是

ITStatus TIM_GetITStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t)

該函數(shù)的作用是，判斷定時器 TIMx 的中斷類型 TIM_IT 是否發(fā)生中斷。比如，我們要判斷定時器 3 是否發(fā)生更新（溢出）中斷，方法為：

if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET){}

固件庫中清除中斷標(biāo)志位的函數(shù)是：

void TIM_ClearITPendingBit(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT)

該函數(shù)的作用是，清除定時器 TIMx 的中斷 TIM_IT 標(biāo)志位。使用起來非常簡單，比如我們在TIM3 的溢出中斷發(fā)生后，我們要清除中斷標(biāo)志位，方法是：

TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update )

這里需要說明一下，固件庫還提供了兩個函數(shù)用來判斷定時器狀態(tài)以及清除定時器狀態(tài)標(biāo)志位的函數(shù) TIM_GetFlagStatus 和 TIM_ClearFlag，他們的作用和前面兩個函數(shù)的作用類似。只是在 TIM_GetITStatus 函數(shù)中會先判斷這種中斷是否使能，使能了才去判斷中斷標(biāo)志位，而TIM_GetFlagStatus 直接用來判斷狀態(tài)標(biāo)志位。

04. 硬件設(shè)計

用到的硬件資源有：

1） 指示燈 DS0 和 DS1

2） 定時器 TIM3

將通過 TIM3 的中斷來控制 DS1 的亮滅，DS1 是直接連接到 PF10 上的，這個前面已經(jīng)有介紹了。而 TIM3 屬于 STM32F4 的內(nèi)部資源，只需要軟件設(shè)置即可正常工作。

05. 程序示例

timer.h

#ifndef __TIMER_H__ #define __TIMER_H__#include "sys.h"//定時器初始化 void TIM3_Int_Init(u16 arr, u16 psc);#endif /*__TIMER_H__*/

timer.c

#include "timer.h" #include "led.h"//定時器初始化 //arr：自動重裝值。 //psc：時鐘預(yù)分頻數(shù) //定時器溢出時間計算方法:Tout=((arr+1)*(psc+1))/Ft us. //Ft=定時器工作頻率,單位:Mhz //這里使用的是定時器3! void TIM3_Int_Init(u16 arr, u16 psc) {TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;//初始化定時器時鐘RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);//初始化定時器TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = arr;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = psc;TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStruct);//使能更新中斷TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);//中斷初始化NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);//使能定時器TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);}//中斷處理函數(shù) void TIM3_IRQHandler(void) {if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET){LED2 = !LED2;}//清除中斷標(biāo)志位TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update); }

main.c

#include "sys.h" #include "delay.h" #include "usart.h" #include "led.h" #include "beep.h" #include "key.h" #include "exti.h" #include "iwdg.h" #include "wwdg.h" #include "timer.h"int main(void) { NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);delay_init(168);LED_Init();KEY_Init();LED1 = 0;LED2 = 0;//定時器初始化TIM3_Int_Init(5000 - 1, 8400 - 1);while(1){LED1 = !LED1;delay_ms(300);} }

結(jié)果驗證

DS1 不停閃爍（每 600ms 閃爍一次），而 DS0 也是不停的閃爍，但是閃爍時間較 DS0 慢（1s 一次）

06. 附錄

6.1 【STM32】STM32系列教程匯總

網(wǎng)址：【STM32】STM32系列教程匯總

07. 聲明

該教程參考了正點原子的《STM32 F4 開發(fā)指南》

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【STM32】定时器程序的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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