一、STM32通用定時器原理
STM32系列的CPU,有多達8個定時器,其中TIM1和TIM8是能夠產(chǎn)生三對PWM互補輸出的高級定時器,常用于三相電機的驅(qū)動,它們的時鐘由APB2的輸出產(chǎn)生。其它6個為普通定時器,時鐘由APB1的輸出產(chǎn)生。
下圖是STM32參考手冊上時鐘分配圖中,有關定時器時鐘部分的截圖:
從圖中可以看出,定時器的時鐘不是直接來自APB1或APB2,而是來自于輸入為APB1或APB2的一個倍頻器,圖中的藍色部分。
下面以通用定時器2的時鐘說明這個倍頻器的作用:當APB1的預分頻系數(shù)為1時,這個倍頻器不起作用,定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率;當APB1的預分頻系數(shù)為其它數(shù)值(即預分頻系數(shù)為2、4、8或16)時,這個倍頻器起作用,定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率兩倍。
可能有同學還是有點不理解,OK,我們舉一個例子說明。假定AHB=36MHz,因為APB1允許的最大頻率為36MHz,所以APB1的預分頻系數(shù)可以取任意數(shù)值;
當預分頻系數(shù)=1時,APB1=36MHz,TIM2~7的時鐘頻率=36MHz(倍頻器不起作用);
當預分頻系數(shù)=2時,APB1=18MHz,在倍頻器的作用下,TIM2~7的時鐘頻率=36MHz。
有人會問,既然需要TIM2~7的時鐘頻率=36MHz,為什么不直接取APB1的預分頻系數(shù)=1?答案是:APB1不但要為TIM2~7提供時鐘,而且還要為其它外設提供時鐘;設置這個倍頻器可以在保證其它外設使用較低時鐘頻率時。
Stm32外設用戶手冊,如圖:
再舉個例子:當AHB=72MHz時,APB1的預分頻系數(shù)必須大于2,因為APB1的最大頻率只能為36MHz。如果APB1的預分頻系數(shù)=2,則因為這個倍頻器,TIM2~7仍然能夠得到72MHz的時鐘頻率。能夠使用更高的時鐘頻率,無疑提高了定時器的分辨率,這也正是設計這個倍頻器的初衷。
二、STM32通用定時器編程
定時器編程,就是中斷的編程。因為使用定時器必定要使用到中斷。
步驟一:RCC_Configuration();//設置系統(tǒng)時鐘,包括時鐘RCC的配置,倍頻到72MHZ。
步驟二:GPIO的配置,使用函數(shù)為GPIO_cfg();,該函數(shù)的實現(xiàn)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;//選擇引腳6
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//輸出頻率最大50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//帶上拉電阻輸出
GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
}
實際上定時器的講解,不需要配置GPIO的引腳,只是我們在定時器實驗中,
使用每隔一秒點亮一次LED燈來做實驗,所以需要配置對應GPIO的引腳。
步驟三:嵌套中斷控制器的配置,我們照樣使用函數(shù)NVIC_Config();只是初始化的過程略有不同。這里我們也把函數(shù)實現(xiàn)列出來:
從以上函數(shù)實現(xiàn)來看,實際上只是改動了結(jié)構(gòu)體成員NVIC_IRQChannel的值,現(xiàn)在需要的通道是TIM2的通道,因此初始化值為TIM2_IRQChannel。從這里也可以看出,這個函數(shù)實際上可以看做一個模型,可以拿去別的程序中改動后直接使用。
voidNVIC_cfg()
{
NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;
//選擇中斷分組1
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
//選擇TIM2的中斷通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQChannel;
//搶占式中斷優(yōu)先級設置為0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;
//響應式中斷優(yōu)先級設置為0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;
//使能中斷
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
步驟四:定時器的初始化配置,使用Timer_Config();。OK,關鍵部分出來了。
我們來看下實現(xiàn)過程:
TIMER_cfg();//定時器的配置
//開啟定時器2
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
voidTimer_Config(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
TIM_DeInit(TIM2);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=2000-1;//自動重裝載寄存器的值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=(36000-1);//時鐘預分頻數(shù)
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//采樣分頻
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//向上計數(shù)模式
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);
TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);//清除溢出中斷標志
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);/開啟時鐘
}
我們每個語句都來解釋一下。首先我們想使用定時器,就必須使能定時器的時鐘,這就是函數(shù)RCC_APB1PeriphClockCmd();,通過它開啟RCC_APB1Periph_TIM2。
TIM_DeInit(TIM2);該函數(shù)主要用于復位TIM2定時器,使之進入初始狀態(tài)。
然后我們對自動重裝載寄存器賦值,TIM_Period的大小實際上表示的是需要經(jīng)過TIM_Period次計數(shù)后才會發(fā)生一次更新或中斷。接下來需要設置時鐘預分頻數(shù)TIM_Prescaler,這里有一個公式,我們舉例來說明:例如時鐘頻率=72MHZ/(時鐘預分頻+1)。說明當前設置的這個TIM_Prescaler,直接決定定時器的時鐘頻率。通俗點說,就是一秒鐘能計數(shù)多少次。比如算出來的時鐘頻率是2000,也就是
一秒鐘會計數(shù)2000次,而此時如果TIM_Period設置為4000,即4000次計數(shù)后就會中斷一次。由于時鐘頻率是一秒鐘計數(shù)2000次,因此只要2秒鐘,就會中斷一次。
再往后的代碼,還有一個需要注意的,TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;就是我們一般采用向上計數(shù)模式,即每次計數(shù)就會加1,直到寄存器溢出發(fā)生中斷為止。最后別忘了,需要使能定時器?。?/p>
發(fā)生中斷時間=(TIM_Prescaler+1)* (TIM_Period+1)/FLK
用上述公式可算出:發(fā)生中斷時間 (2000-1+1)*(36000-1+1)/72000000=1 秒
步驟五:編寫中斷服務程序。同樣需要注意的,一進入中斷服務程序,第一步要做的,就是清除掉中斷標志位。由于我們使用的是向上溢出模式,因此使用
的函數(shù)應該是:TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_FLAG_Update);。
STM32開發(fā)板實現(xiàn)的中斷服務程序如下:
每隔一秒,發(fā)生中斷時,進入此中斷函數(shù)執(zhí)行程序,讓LED閃一下,此中斷程序所在文件stm32f10x_it.c
/*******************************************************************************
*FunctionName:TIM2_IRQHandler
*Description:ThisfunctionhandlesTIM2globalinterruptrequest.
*Input:None
* Output : None