STM32通用定時(shí)器使用
STM32中一共有11個(gè)定時(shí)器，其中2個(gè)高級(jí)控制定時(shí)器，4個(gè)普通定時(shí)器和2個(gè)基本定時(shí)器，以及2個(gè)看門狗定時(shí)器和1個(gè)系統(tǒng)嘀嗒定時(shí)器。(TIM1和TIM8是能夠產(chǎn)生3對(duì)PWM互補(bǔ)輸出的高級(jí)登時(shí)其，常用于三相電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，時(shí)鐘由APB2的輸出產(chǎn)生；TIM2-TIM5是普通定時(shí)器；TIM6和TIM7是基本定時(shí)器，其時(shí)鐘由APB1輸出產(chǎn)生)
本實(shí)驗(yàn)要實(shí)現(xiàn)的功能是：用普通定時(shí)器TIM2每一秒發(fā)生一次更新事件，進(jìn)入中斷服務(wù)程序翻轉(zhuǎn)LED1的狀態(tài)。
預(yù)備知識(shí)：
① STM32通用定時(shí)器TIM2是16位自動(dòng)重裝載計(jì)數(shù)器。
② 向上計(jì)數(shù)模式：從0開(kāi)始計(jì)數(shù)，計(jì)到自動(dòng)裝載寄存器（TIMx_ARR）中的數(shù)值時(shí)，清0，依次循環(huán)。
需要弄清楚的兩個(gè)問(wèn)題：
1. 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率是什么？
這個(gè)問(wèn)題涉及到RCC時(shí)鐘部分，如下圖所示：
定時(shí)器的時(shí)鐘不是直接來(lái)自APB1或APB2，而是來(lái)自于輸入為APB1或APB2的一個(gè)倍頻器。
下面以定時(shí)器2~7的時(shí)鐘說(shuō)明這個(gè)倍頻器的作用：當(dāng)APB1的預(yù)分頻系數(shù)為1時(shí)，這個(gè)倍頻器不起作用，定時(shí)器的時(shí)鐘頻率等于APB1的頻率；當(dāng)APB1的預(yù)分頻系數(shù)為其它數(shù)值(即預(yù)分頻系數(shù)為2、4、8或16)時(shí)，這個(gè)倍頻器起作用，定時(shí)器的時(shí)鐘頻率等于APB1的頻率兩倍。
假定AHB=36MHz，因?yàn)锳PB1允許的最大頻率為36MHz，所以APB1的預(yù)分頻系數(shù)可以取任意數(shù)值；當(dāng)預(yù)分頻系數(shù)=1時(shí)，APB1=36MHz，TIM2~7的時(shí)鐘頻率=36MHz(倍頻器不起作用)；當(dāng)預(yù)分頻系數(shù)=2時(shí)，APB1=18MHz，在倍頻器的作用下，TIM2~7的時(shí)鐘頻率=36MHz。
有人會(huì)問(wèn)，既然需要TIM2~7的時(shí)鐘頻率=36MHz，為什么不直接取APB1的預(yù)分頻系數(shù)=1？答案是：APB1不但要為TIM2~7提供時(shí)鐘，而且還要為其它外設(shè)提供時(shí)鐘；設(shè)置這個(gè)倍頻器可以在保證其它外設(shè)使用較低時(shí)鐘頻率時(shí)，TIM2~7仍能得到較高的時(shí)鐘頻率。
再舉個(gè)例子：當(dāng)AHB=72MHz時(shí)，APB1的預(yù)分頻系數(shù)必須大于2，因?yàn)锳PB1的最大頻率只能為36MHz。如果APB1的預(yù)分頻系數(shù)=2，則因?yàn)檫@個(gè)倍頻器，TIM2~7仍然能夠得到72MHz的時(shí)鐘頻率。能夠使用更高的時(shí)鐘頻率，無(wú)疑提高了定時(shí)器的分辨率，這也正是設(shè)計(jì)這個(gè)倍頻器的初衷。
注意：APB1和APB2上掛的外設(shè)如圖所示：
定時(shí)器的計(jì)數(shù)頻率有個(gè)公式：
TIMx_CLK = CK_INT / (TIM_Prescaler + 1)
其中：TIMx_CLK 定時(shí)器的計(jì)數(shù)頻率
CK_INT 內(nèi)部時(shí)鐘源頻率（APB1的倍頻器送出時(shí)鐘）
TIM_Prescaler 用戶設(shè)定的預(yù)分頻系數(shù)，取值范圍0~65535。
例如：RCC中AHB=72MHZ、APB1=36MHZ、APB2=72MHZ，則CK_INT=72MKZ。
2. 如何計(jì)算定時(shí)時(shí)間？
上述公式中TIM_Prescaler涉及到寄存器TIMx_PSC
如果TIM_Prescaler設(shè)為36000，由上面公式可知：
定時(shí)器的計(jì)數(shù)頻率 TIMx_CLK = 72MKZ / 36000 = 2000HZ，則定時(shí)器的計(jì)數(shù)周期=1/2000HZ=0.5ms.
如果要定時(shí)1秒，則需要計(jì)數(shù)2000次，這也是自動(dòng)重裝載的值。又涉及到TIMx_ARR
只要上述兩個(gè)問(wèn)題搞清楚了，剩下的就是設(shè)置相應(yīng)寄存器的對(duì)應(yīng)位了。
LED硬件連接如下圖所示：高電平點(diǎn)亮LED。
第一步：配置系統(tǒng)時(shí)鐘。見(jiàn)STM32F103x RCC寄存器配置
除此之外，還需將GPIO和TIM2外設(shè)時(shí)鐘打開(kāi)。
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
注意：TIM2是掛在APB1上的，打開(kāi)時(shí)鐘時(shí)別寫錯(cuò)了，調(diào)用RCC_APB1PeriphClockCmd函數(shù)，而不是RCC_APB2PeriphClockCmd。
第二步：配置中斷向量表。見(jiàn)stm32_exti（含NVIC）配置及庫(kù)函數(shù)講解
void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
#ifdef VECT_TAB_RAM
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
#else
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);
#endif
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 4;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
該函數(shù)完成兩個(gè)功能
1. 決定將程序下載到RAM中還是FLASH中
2. 配置中斷分組。（NVIC中斷分組只能設(shè)置一次）
3. 選擇中斷通道號(hào)，搶占式優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí)，使能中斷
第三步：配置GPIO的模式。輸入模式還是輸出模式。點(diǎn)亮LED已講過(guò)，見(jiàn)STM32_GPIO配置及庫(kù)函數(shù)講解——LED跑馬燈
void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}
第四步：定時(shí)器配置，本章重點(diǎn)！
void TIM2_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
//重新將Timer設(shè)置為缺省值
TIM_DeInit(TIM2);
//采用內(nèi)部時(shí)鐘給TIM2提供時(shí)鐘源
TIM_InternalClockConfig(TIM2);
//預(yù)分頻系數(shù)為36000-1，這樣計(jì)數(shù)器時(shí)鐘為72MHz/36000 = 2kHz
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 36000 - 1;
//設(shè)置時(shí)鐘分割
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
//設(shè)置計(jì)數(shù)器模式為向上計(jì)數(shù)模式
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
//設(shè)置計(jì)數(shù)溢出大小，每計(jì)2000個(gè)數(shù)就產(chǎn)生一個(gè)更新事件
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 2000;
//將配置應(yīng)用到TIM2中
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
//清除溢出中斷標(biāo)志
TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
//禁止ARR預(yù)裝載緩沖器
TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, DISABLE); //預(yù)裝載寄存器的內(nèi)容被立即傳送到影子寄存器
//開(kāi)啟TIM2的中斷
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
}
該函數(shù)完成兩個(gè)功能
1. 設(shè)定預(yù)分頻系數(shù)TIM_Prescaler = 36000 - 1
2. 設(shè)定自動(dòng)重裝載值TIM_Period = 2000
注意：上述只是配置好了TIM2，但還沒(méi)有開(kāi)啟TIM2。
下面給出timer2.c的完整代碼
#include "stm32f10x_lib.h"
void RCC_Configuration(void);
void NVIC_Configuration(void);
void GPIO_Configuration(void);
void TIM2_Configuration(void);
void Delay(vu32 nCount);
int main(void)
{
#ifdef DEBUG
debug();
#endif
RCC_Configuration();
NVIC_Configuration();
GPIO_Configuration();
TIM2_Configuration();
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //開(kāi)啟定時(shí)器2
while (1)
{
}
}
void RCC_Configuration(void)
{
ErrorStatus HSEStartUpStatus;
RCC_DeInit();
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp()
if (HSEStartUpStatus == SUCCESS)
{
FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
RCC_PLLCmd(ENABLE);
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET) {}
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08) {}
}
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
}
void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
#ifdef VECT_TAB_RAM
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
#else
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);
#endif
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 4;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}
void TIM2_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
//重新將Timer設(shè)置為缺省值
TIM_DeInit(TIM2);
//采用內(nèi)部時(shí)鐘給TIM2提供時(shí)鐘源
TIM_InternalClockConfig(TIM2);
//預(yù)分頻系數(shù)為36000-1，這樣計(jì)數(shù)器時(shí)鐘為72MHz/36000 = 2kHz
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 36000 - 1;
//設(shè)置時(shí)鐘分割
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
//設(shè)置計(jì)數(shù)器模式為向上計(jì)數(shù)模式
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
//設(shè)置計(jì)數(shù)溢出大小，每
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