正点原子--STM32基本定时器学习笔记(2)

news2024/9/24 7:21:12

目录

1. 相关寄存器介绍

1.1 控制寄存器 1(TIMx_CR1)​编辑

1.2 DMA/中断使能寄存器(TIMx_DIER)

1.3 状态寄存器(TIMx_SR)

1.4 计数器(TIMx_CNT)

1.5 预分频器(TIMx_PSC)

1.6 自动重装载寄存器(TIMx_ARR)

2. 工程建立

3. 导入tim.c文件

4. 相关HAL库函数介绍 

4.1 HAL_TIM_Base_Init()

4.2 HAL_TIM_Base_MspInit()

4.3 HAL_TIM_Base_Start_IT()

5. 编写代码

书接上文，本篇是对基本定时器实验部分进行总结！

实验目标：通过TIM6基本定时器定时500ms，让LED0每隔500ms闪烁。

解决思路：使用定时器6，实现500ms产生一次定时器更新中断，在中断里执行“翻转LED0”。

定时器什么时候会产生更新中断呢？

有两种情况：第一种是定时器计数到ARR值后溢出，这时会伴随更新事件和更新中断的产生；第二种是通过软件的方式，设置UG位产生软件的更新中断，从而产生更新中断。

1. 相关寄存器介绍

首先我们来学习控制寄存器 1(TIMx_CR1)、DMA/中断使能寄存器(TIMx_DIER)、状态寄存器(TIMx_SR)、计数器(TIMx_CNT)、预分频器(TIMx_PSC)、自动重装载寄存器(TIMx_ARR)的功能。

1.1 控制寄存器 1(TIMx_CR1)

首先介绍位7，由上篇理论部分的笔记中我们知道：

影子寄存器：是实际起作用的寄存器，不能直接访问，而ARPE位决定了ARR是否具有缓冲，当设置为有缓冲时，ARR的预装载寄存器写入某个值，这个值不会立即起作用，必须等到更新事件发生时，才会把ARR的预装载寄存器的值转移到影子寄存器，从而真正起作用生效；而设置无缓冲时，给ARR的预装载寄存器写入某个值，它会立即转移到影子寄存器中，会立即生效。（立即生效的时间可能在ns或是us级）

预装载寄存器实际上起到一个缓冲的作用。

 比如：我们想让LED灯实现亮1s灭2s的功能，那么我们就需要对应操作ARR寄存器的值。假设系统时钟为72MHz，定时器预分频系数为7200，72000000/(7199+1)=10000，定时器将以10KHz的频率计数，即1s计10000个数，那么ARR值就为9999，倘若定时2s，ARR值需要修改为19999。

当ARPE配置为0，即ARR寄存器无缓冲时，我们先把ARR的值设为9999，定时1s，1s时间到达之后，需要再次操作ARR寄存器的值变为19999来定时2s，而操作ARR寄存器也需要一定时间（可能是ns或us级），相对于秒级来说微秒可以忽略不计了，但是如果定时的是50us，而操作ARR寄存器的时间也是微秒级，那就会有误差了！

当ARPE配置为1，即ARR寄存器有缓冲时，先让ARR设为9999生效，定时1s，这时我们再次修改ARR的值为19999，当1s到之后更新事件发生，才会把19999从ARR预装载寄存器转移到影子寄存器，从而节省了操作ARR寄存器的时间，精度也会很准确！

总结一下：有缓冲，提前写入，减少误差；无缓冲，按时写入，有误差。

再者介绍位0（CEN：计数器使能），默认情况下该位为0，计数器是关闭的状态；开启时把该位置1。

总结控制寄存器1在该实验的功能：用于设置ARR寄存器是否具有缓冲，使能/关闭计数器

1.2 DMA/中断使能寄存器(TIMx_DIER)

默认条件下，位8和位0都是0都是禁止状态。

当把位8置1即使能更新DMA请求，计数器计数溢出时就会产生DMA请求；

同理，把位0置1，当计数器溢出时会产生更新中断。此次实验用到了位0，没有用到位8。

总结中断使能寄存器在该实验的功能：用于使能更新中断

1.3 状态寄存器(TIMx_SR)

该寄存器只有位0有效，当计数器溢出时产生更新中断，该位被硬件置1，由程序编写清除。

总结：用于判断是否发生了更新中断，由硬件置1，软件清零

1.4 计数器(TIMx_CNT)

 16位的计数器，实时数值，可用于设置计时器初始值，范围：0~65535

1.5 预分频器(TIMx_PSC)

用于设置预分频系数，范围：0~65535，实际预分频系数等于PSC+1。

1.6 自动重装载寄存器(TIMx_ARR)

当更新时间发生时，才会把预装载寄存器的值传送到其对应的影子寄存器当中，用于设置自动重装载值，范围：0~65535。

总结：预分频器和自动重装载寄存器实际起作用的都是对应的影子寄存器。

2. 工程建立

介绍完相关寄存器之后，现在开始实操训练了。也是以正点原子HAL库 实验1 跑马灯实验为基础，相当于是工程模板了，我们复制工程，在“Drivers--BSP”目录下建立TIMER文件夹，并创建tim.c和tim.h文件；

3. 导入tim.c文件

导入方法和上篇帖子一样，不清楚的小伙伴可以参考⬇⬇⬇⬇⬇

正点原子--STM32中断系统学习笔记(2)

在tim.h文件中添加这部分代码（之后自己新建的.c和.h文件都会按照此模板创建）

#ifndef _TIM_H
#define _TIM_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"

#endif

重要的一点是要添加hal库tim的驱动文件！！！不然编译不通过

4. 相关HAL库函数介绍 

4.1 HAL_TIM_Base_Init()

我们找到这个函数的定义，分别去HAL_StatusTypeDef和TIM_HandleTypeDef里面看看。

返回值： 

形参为定时器的句柄 ：

下图为TIM6定时器的基地址 

定时器初始化结构体成员： 

Prescaler/*预分频系数*/      对应操作PSC寄存器；

CounterMode/*计数模式*/        基本定时器只有向上计数模式；

Period/*自动重载值*/        对应操作ARR寄存器；

ClockDivision/*时钟分频因子*/        基本定时器无该寄存器，只有通用/高级寄存器才需要配置；

RepetitionCounter/*重复计数器寄存器的值*/        基本/通用定时器都无该寄存器，只有高级定时器才有用

AutoReloadPreload/*自动重载预装载使能*/        对应控制寄存器1的位7：ARPE

在这次实验当中，我们只用到了三个：Prescaler、Period、AutoReloadPreload.

4.2 HAL_TIM_Base_MspInit()

该函数没有对应的寄存器，__weak是弱定义，用户可自己编写，主要在函数里存放NVIC、CLOCK、GPIO初始化代码。

4.3 HAL_TIM_Base_Start_IT()

中断处理函数和更新中断回调函数在之前的中断帖子有介绍，大同小异！

正点原子--STM32中断系统学习笔记(1)

5. 编写代码

配置思路：我们按照正点原子给的步骤一步步来配置，最重要的是学习配置思路，一通百通！！

①在定时器中断初始化函数里对定时器的参数进行配置（包括：基地址、自动重装载值、预分频值），以及使能更新中断并开启计数器；

②在定时器基础MSP初始化函数里，先进行检测是否为TIM6定时器，如果是TIM6，那么就使能TIM6时钟，并设置中断优先级和使能中断；这点和标准库配置有些差别，标准库是一开始就先使能时钟，而HAL库是在这个函数里完成那些功能！

③在TIM6中断服务函数里调用定时器中断公共处理函数，在定时器中断公共处理函数里进行清中断标志位，调用定时器中断回调函数HAL_TIM_IC_CaptureCallback()的操作。

④ 在定时器溢出中断回调函数里，先进行检测是否为TIM6定时器，如果是TIM6，那么就进行LED0的翻转。

执行流程：

在main函数里先进行定时器中断初始化配置，tim_it_init(4999, 7199)；
定时500ms，时间一到便会产生定时器更新中断，进入TIM6中断服务函数，执行定时器中断公共处理函数（进行清中断标志位，调用定时器中断回调函数，在回调函数里进行LED灯的翻转）

以下是tim.c的代码：

#include "./BSP/TIMER/tim.h"
#include "./BSP/LED/led.h"

TIM_HandleTypeDef tim_handle;

/* 定时器中断初始化函数 */
void tim_it_init(uint16_t arr, uint16_t psc)
{
	tim_handle.Instance = TIM6;
	tim_handle.Init.Prescaler = psc;
	tim_handle.Init.Period = arr;
	HAL_TIM_Base_Init(&tim_handle);		        /* 配置定时器基础工作参数 */
	HAL_TIM_Base_Start_IT(&tim_handle);		    /* 使能更新中断并启动计数器 */
}

/* 定时器基础MSP初始化函数 */
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance == TIM6)						/* 判断定时器的基地址是否为TIM6 */
	{
		__HAL_RCC_TIM6_CLK_ENABLE();			    /* 使能定时器6时钟 */
		HAL_NVIC_SetPriority(TIM6_IRQn, 0, 0);		/* 设置优先级 */
		HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM6_IRQn);				/* 使能中断 */
	}
}

/* 定时器6中断服务函数 */
void TIM6_IRQHandler(void)
{
	HAL_TIM_IRQHandler(&tim_handle);		/* 定时器中断公共处理函数 */
}

/* 定时器溢出中断 中断回调函数 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance == TIM6)			/* 判断定时器的基地址是否为TIM6 */
	{
		LED0_TOGGLE();
		LED1_TOGGLE();
	}
}

main.c代码： 

#include "stm32f1xx_it.h"
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/TIMER/tim.h"

int main(void)
{
    HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);         /* 设置时钟,72M */
    delay_init(72);                             /* 初始化延时函数 */
    led_init();                                 /* 配置STM32操作LED相关的寄存器 */
    tim_it_init(4999, 7199);					/* 初始化定时器 */
    
	while(1){}
}

以上就是基本定时器实验的所有内容了！ 

本篇完。

本人博客仅代表个人见解方便记录成长笔记。

若有不足，请指出，感谢您的阅读！

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