《基于ARM的单片机应用及实践 STM32案例式教学 武奇生第六章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于ARM的单片机应用及实践 STM32案例式教学 武奇生第六章（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章 STM32 定时器的使用,本章内容 STM32F的定时器简介 通用定时器时基单元 通用定时器特殊工作模式 定时器编程及实训,第六章 STM32 定时器的使用,STM32中一共有11个定时器： 2个高级控制定时器 4个普通定时器 2个基本定时器 2个看门狗定时器 1个系统嘀嗒定时器。 TIM1,TIM8是能够产生三对PWM互补输出的高级定时器,常用于电动机的控制。它们的时钟由APB2的输出产生。,TIM2TIM5是通用定时器： 输入捕获 输出比较 PWM 脉冲计数 TIM6和TIM7是基本定时器： 主要用于产生DAC触发信号，其时钟由APB1输出产生,第六章 STM32 定时器的使用,系
2、统时基定时器SysTick： 24位递减计数器 自动重加载 常用于产生延时us级、ms级 定时器的工作频率计算公式为 CK_CNT=定时器时钟/(TIMx_PSC+1) 其中CK_CNT表示定时器工作频率 TIMx_PSC表示分频系数,第六章 STM32 定时器的使用,typedef struct vu32 CTRL; /SysTick控制和状态寄存器 vu32 LOAD; /SysTick重装载值寄存器 vu32 VAL; /SysTick当前值寄存器 vuc32 CALIB; /SysTick校准值寄存器 SysTick_TypeDef;,第六章 STM32 定时器的使用,库函数： Sys
3、Tick_CLKSourceConfig函数 SysTick_Setreload函数 SysTick_CounterCmd函数 SysTick_ITConfig函数 SysTick_GetCounter函数 SysTick_GetFlagStatus函数,第六章 STM32 定时器的使用,STM32的通用定时器TIM，是一个通过可编程预分频器驱动的16位自动装载计数器构成。 通用TIMx定时器特性包括： 具备16位向上，向下，向上/向下自动装载计数器。 具备16位可编程预分频器。 具备4个独立通道。 使用外部信号控制定时器和定时器互连的同步电路。 可以通过事件产生中断，中断类型丰富。 具备DM
4、A功能。,第六章 STM32 定时器的使用,第六章 STM32 定时器的使用,第六章 STM32 定时器的使用,从上图中可以看出，定时器的时钟不是直接来自APB1或APB2，而是来自于输入为APB1或APB2的一个倍频器，图中的浅蓝色部分。 这个倍频器的作用：当APB1的预分频系数为1时，倍频器不起作用，定时器的时钟频率等于APB1的频率； 当APB1的预分频系数为其它数值(即预分频系数为2、4、8或16)时，这个倍频器起作用，定时器的时钟频率等于APB1的频率两倍。,下面举一个例子说明。假定AHB=36MHz，因为APB1允许的最大频率为36MHz，所以APB1的预分频系数可以取任意数值；当
5、预分频系数=1时，APB1=36MHz，TIM27的时钟频率=36MHz(倍频器不起作用)； 当预分频系数=2时，APB1=18MHz，在倍频器的作用下，TIM27的时钟频率=36MHz。 既然需要TIM27的时钟频率=36MHz，为什么不直接取APB1的预分频系数=1？,第六章 STM32 定时器的使用,答案是：APB1不但要为TIM27提供时钟，而且还要为其它外设提供时钟；设置这个倍频器可以在保证其它外设使用较低时钟频率时，TIM27仍能得到较高的时钟频率。,第六章 STM32 定时器的使用,例如普通定时器的时钟为72MHz,分频比为7199，那么我们想要得到一个1秒钟的定时，定时计数器的
6、值需要设定为 TIMx_ARR =10000 因为72000000 / 7200 =10KHz 时钟周期T=1/10KHz=100us 100us 10000 =1S 结论 ：分频比7199 定时计数器的值10000。,第六章 STM32 定时器的使用,第六章 STM32 定时器的使用,通用定时器配置步骤,14,1）TIM3时钟使能 这里我们通过APB1ENR的第1位来设置TIM3的时钟，因为Stm32_Clock_Init函数里面把APB1的分频设置为2了，所以我们的TIM3时钟就是APB1时钟的2倍，等于系统时钟（72M）。 2）设置TIM3_ARR和TIM3_PSC的值 通过这两个寄存器
7、，设置自动重装的值及分频系数。这两个参数加上时钟频率就决定了定时器的溢出时间。,3）设置TIM3_DIER允许更新中断 因为我们要使用TIM3的更新中断，所以设置DIER的UIE位，并使能触发中断。 4）允许TIM3工作 我们在配置完后要开启定时器，通过TIM3_CR1的CEN位来设置。,第六章 STM32 定时器的使用,5）TIM3中断分组设置 在定时器配置完了之后，因为要产生中断，必不可少的要设置NVIC相关寄存器，以使能TIM3中断。 6）编写中断服务函数 编写定时器中断服务函数，通过该函数处理定时器产生的相关中断。中断产生后，通过状态寄存器的值来判断此次产生的中断属于什么类型。然后执行
8、相关的操作。,第六章 STM32 定时器的使用,通用寄存器时基单元 计数器寄存器：TIMx_CNT 预分频器寄存器：TIMx_PSC 自动装载寄存器：TIMx_ARR,第六章 STM32 定时器的使用,通用寄存器时基单元,1）计数器寄存器：TIMx_CNT,16位的计数器，设定值从165535,第六章 STM32 定时器的使用,第六章 STM32 定时器的使用,计数器模式,向上计数模式：计数器从0计数到设定的数值，然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件。,计数器时序图（内部时钟分频因子为1）,计数器时序图（内部时钟分频因子为2）,向下计数模式： 计数器从设定的数值开始向下计数到0，然后
9、自动从设定的数值重新向下计数，并产生一个向下溢出事件。,中央对齐模式（向上/向下计数）: 计数器从0开始计数到设定的数值-1，产生一个计数器溢出事件，然后向下计数到1并且产生一个计数器下溢事件；再从0开始重新计数。,第六章 STM32 定时器的使用,计数器时序图（内部时钟分频因子为1）,第六章 STM32 定时器的使用,计数器时序图（内部时钟分频因子为4）,计数器在不同时钟频率下操作的例子：,计数器时序图（内部时钟分频因子为1，TIMx_ARR=0x6）,第六章 STM32 定时器的使用,计数器时序图（内部时钟分频因子为2）,第六章 STM32 定时器的使用,2）预分频器寄存器：TIMx_PS
10、C,预分频器可以讲计数器的时钟频率按1到65536之间的任意值分频，它是一个16位寄存器。 这个寄存器带有缓冲区，它能够在工作时被改变。新的预分频器参数在下一次更新事件到来时被采。,第六章 STM32 定时器的使用,预分频器寄存器在事件更新时采用,第六章 STM32 定时器的使用,3）自动装载寄存器：TIMx_ARR,自动装载寄存器是预先装载的(要在使能定时器之前设定好)，根据在TIMx_CR1寄存器中自动装载使能位(ARPE)的设置，立即或者在每次更新事件时传送到计数器。,第六章 STM32 定时器的使用,立即加载计数器,第六章 STM32 定时器的使用,更新事件时加载计数器,第六章 STM
11、32 定时器的使用,时钟选择 计数器时钟可以由下列时钟源提供： 内部时钟(CK_INT) 外部时钟模式1：外部输入脚(TIx) 外部时钟模式2：外部触发输入(ETR) 内部触发输入(ITRx),第六章 STM32 定时器的使用,这些时钟，具体选择哪个可以通过TIMx_SMCR寄存器的相关位来设置。 这里的CK_INT时钟是从APB1倍频而来的，除非APB1的时钟分频数设置为1，否则通用定时器TIMx的时钟是APB1时钟的2倍； 当APB1的时钟不分频的时候，通用定时器TIMx的时钟就等于APB1的时钟。注意高级定时器的时钟不是来自APB1，而是来自APB2的。,输入捕获模式 PWM 输入模式
12、输出模式 输出比较模式 PWM 模式 单脉冲模式(OPM) 编码器接口模式,通用定时器的特殊工作模式,第六章 STM32 定时器的使用,输入捕获模式 在输入捕获模式下，当检测到ICx信号上相应的边沿后，计数器的当前值被锁存到捕获/比较寄存器(TIMx_CCRx)中。当捕获事件发生时，相应的CCxIF标志(TIMx_SR寄存器)被置1，如果使能了中断或者DMA操作，则将产生中断或者DMA操作。 在捕获模式下，捕获发生在影子寄存器上，然后再复制到预装载寄存器中。,第六章 STM32 定时器的使用,PWM输入模式 例如，你需要测量输入到TI1上的PWM信号的长度(TIMx_CCR1寄存器)和占空比(
13、TIMx_CCR2寄存器)，具体步骤如下(取决于CK_INT的频率和预分频器的值) 1）选择TIMx_CCR1的有效输入：置TIMx_CCMR1寄存器的CC1S=01(选择TI1)。 2）选择TI1FP1的有效极性(用来捕获数据到TIMx_CCR1中和清除计数器)：置CC1P=0(上升沿有效)。,第六章 STM32 定时器的使用,3）选择TIMx_CCR2的有效输入：置TIMx_CCMR1寄存器的CC2S=10(选择TI1)。 4）选择TI1FP2的有效极性(捕获数据到TIMx_CCR2)：置CC2P=1(下降沿有效)。 5)选择有效的触发输入信号：置TIMx_SMCR寄存器中的TS=101(
14、选择TI1FP1)。 6)配置从模式控制器为复位模式：置TIMx_SMCR中的SMS=100。,第六章 STM32 定时器的使用,7) 使能捕获：置TIMx_CCER寄存器中CC1E=1且CC2E=1。 由于只有TI1FP1和TI2FP2连到了从模式控制器，所以PWM输入模式只能使用TIMx_CH1 /TIMx_CH2信号。,第六章 STM32 定时器的使用,输出模式 在输出模式(TIMx_CCMRx寄存器中CCxS=00)下，输出比较信号(OCxREF和相应的OCx)能够直接由软件强置为有效或无效状态，而不依赖于输出比较寄存器和计数器间的比较结果。 例如：CCxP=0(OCx高电平有效)，则
15、OCx被强置为高电平。 置TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM=100，可强置OCxREF信号为低。,第六章 STM32 定时器的使用,输出比较模式 此项功能是用来控制一个输出波形，或者指示一段给定的的时间已经到时。 当计数器与捕获/比较寄存器的内容相同时，输出比较功能做如下操作： 1)将输出比较模式和输出极性定义的值输出到对应的引脚上。在比较匹配时，输出引脚可以保持它的电平(OCxM=000)、被设置成有效电平(OCxM=001)、被设置成无效电平(OCxM=010)或进行翻转(OCxM=011)。,第六章 STM32 定时器的使用,2)设置中断状态寄存器中的标志位(TIMx_SR寄存器中
16、的CCxIF位)。 3)若设置了相应的中断屏蔽(TIMx_DIER寄存器中的CCxIE位)，则产生一个中断。 4)若设置了相应的使能位(TIMx_DIER寄存器中的CCxDE位，TIMx_CR2寄存器中的CCDS位选择DMA请求功能)，则产生一个DMA请求。,第六章 STM32 定时器的使用,输出比较模式的配置步骤： 1)选择计数器时钟(内部，外部，预分频器)。 2)将相应数据写入TIMx_ARR和TIMx_CCRx寄存器中 3)如果要产生一个中断请求和/或一个DMA请求，设置CCxIE位和CCxDE位。 4)选择输出模式。 5)设置TIMx_CR1寄存器的CEN位启动计数器。,第六章 STM32 定时器的使用,PWM模式 脉冲宽度调制模式可以产生一个由TIMx_ARR寄存器确定频率、由TIMx_CCRx寄存器确定占空比的信号。 在TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位写入110
