TIM（Timer）简介

news2024/9/20 12:38:49

TIM（Timer）定时器介绍

  1. 定时器可以对输入的时钟进行计数，并在计数值达到设定值时触发中断
  2. 16位计数器、预分频器、自动重装寄存器的时基单元，在72MHz计数时钟下可以实现最大59.65s的定时
  3. 不仅具备基本的定时中断功能，而且还包含内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等多种功能
  4. 根据复杂度和应用场景分为了高级定时器、通用定时器、基本定时器三种类型

定时器分类

在这里插入图片描述

基本定时器

在这里插入图片描述
时基单元为下图的预分频器、计数器、自动重装寄存器。

内部时钟CK-INT

预分频器之前连接的是基准计数时钟的输入（由于基本定时器只能选择内部时钟、输入端可以直接认为内部时钟CK-INT、所以通向时基单元的计数频率就是72M）

预分频器

预分频系数实际分频系数=预分频器的值+1（预分频值0：就是不分频72M 、数值1: 就是2分频就是36M）预分频是16位的也就是0X0000~0XFFFF所以最大值是65535，也就是65536分频(预分频器的值+1)

计数器

作用是对输入的预分频后的计数时钟（CK_CNT）进行计数，计数时钟(CK_CNT)每来一个上升沿，计数器值就+1
计数器也是16位的也就是0X0000~0XFFFF所以最大值是65535，如果再加的话计数器就会回到0，当运行到目标值时就会产生UI更新中断或U更新事件

自动重装寄存器

作用就是存储我们写入的计数目标，也是16位的也就是0X0000~0XFFFF所以最大值是65535，到达目标值后就会产生UI更新中断和U更新事件，中断就会通向NIVC，配置好NVIC的定时器通道，定时器的事件信息就能得到CPU的相应了
在这里插入图片描述

主从模式触发DAC

用途时使用DAC输出一段波形，那就需要每隔一段时间触发一次DAC，让他输出下一个电压点。中断容易打断主程序运行，所以提供主模式下可以把定时器的U更新事件 映射到触发TRGO（Trigger Out）的位置，TRGO直接接到DAC的触发引脚上。实现了硬件的自动化

通用定时器

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基本定时器只有向上计时的功能。通用定时器和高级定时器有三种计时功能：向上（0到目标值）、向下（目标值到0）、中央对其计时（0到目标值再从目标值到0，完成一次计时就触发一次事件）

基准定时器输入

对于基本定时器只能选择内部时钟也是72MHZ，通用和高级不仅可以使用内部时钟，还可以使用外部时钟TIMx-ETR

外部时钟模式2——外部时钟TIMx-ETR- ETR极性选择…-输入滤波-EFRF-基准时钟选择

外部时钟模式1——TRGI主要是触发输入来使用的

  1. ETR

  2. ITR0
    定时器的级联
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

  3. TI1FP1、TI2FP2

编码器接口
可以读取正交编码器的输出波形

输出比较电路

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可以用于输出PWM波形，驱动电机。对应四个通道CH1、CH2、CH3、CH4

输入捕获电路

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可以用于测量输入方波的频率和占空比。
输入捕获电路也对应四个通道CH1、CH2、CH3、CH4。

捕获/比较寄存器

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捕获/比较寄存器，是输入和输出比较电路公用的

高级定时器

在这里插入图片描述

与通用定时器不相同的只有下面部分不一样，

  1. 申请中断的地方增加了一个重复的计数器

    可以实现每隔几个计数周期，才发发生一个更新事件和更新中断事件，原来是每个计数周期都会发生更新

  2. 高级定时器对输出比较模块的升级（前三路互补波形，第四路CH4没什么变化）

    DTG（Dead Time Generate）是死区生成电路（避免开关切换的瞬间，由于器件的不理想造成短暂的直通现象，让桥臂的上下管全都关断。防止直通现象），输出引脚由原来的一个，变为了两互补的输出，可以输出一对互补的PWM波。这些电路可以驱动三相无刷电机比较常用。比如四轴飞行器、电动车后轮、电钻等
    在这里插入图片描述
    图左边是产生短暂的直通现象,图右边是桥臂的上下管全都关断

  3. 刹车输入
    在这里插入图片描述
    给电机驱动提高安全保障。

实例

内部时钟

1、开启RCC时钟，定时器的基准时钟和整个外设的工作时钟就会同时打开了。

2、选择时基单元的时钟源，对于定时中断就选择内部时钟源。TIM_InternalClockConfig(TIM2);

3、时基单元初始化。
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元

4、配置输出中断控制，允许更新中断输出到NVIC。
TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);//清除定时器更新标志位
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); //开启TIM2的更新中断

5、配置NVIC，在NVIC中打开定时器中断通道，并分配一个优先级。
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
6、允许控制，使能定时器。
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
 
void Timer_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);           //打开定时器
	
	/*配置时钟源*/
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);//选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
	/*时基单元初始化*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;//定义结构体变量
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	//时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	
	//计数器模式，选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10000 - 1;
	//计数周期，即ARR的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1;
	//预分频器，即PSC的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	//重复计数器，高级定时器才会用到
	
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);//将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元	
	
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
		/*中断输出配置*/
	TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);						
	//清除定时器更新标志位
	//TIM_TimeBaseInit函数末尾，手动产生了更新事件
	//若不清除此标志位，则开启中断后，会立刻进入一次中断
	//如果不介意此问题，则不清除此标志位也可	
	
	TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);					
	//开启TIM2的更新中断
	
	/*NVIC中断分组*/
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);				
	//配置NVIC为分组2
	//即抢占优先级范围：0~3，响应优先级范围：0~3
	//此分组配置在整个工程中仅需调用一次
	//若有多个中断，可以把此代码放在main函数内，while循环之前
	//若调用多次配置分组的代码，则后执行的配置会覆盖先执行的配置
	
	/*NVIC配置*/
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;						
	//定义结构体变量
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;				
	//选择配置NVIC的TIM2线
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;				
	//指定NVIC线路使能
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;	
	//指定NVIC线路的抢占优先级为2
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;			
	//指定NVIC线路的响应优先级为1
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);								
	//将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
	
	/*TIM使能*/
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);				                           //启动定时器
}
 
void TIM2_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)               //获取中断标志位
	{
		
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);                //清除标志位
	}
}

外部时钟

0、开启GPIO口，配置GPIO。

1、开启RCC时钟，定时器的基准时钟和整个外设的工作时钟就会同时打开了。

2、选择时基单元的时钟源，对于定时中断就选择内部时钟源。

3、配置时基单元。

4、配置输出中断控制，允许更新中断输出到NVIC。

5、配置NVIC，在NVIC中打开定时器中断通道，并分配一个优先级。

6、允许控制，使能定时器。

（这里是用对射红外线做的，挡光10次，计数器加一）

void Timer_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);			
	//开启TIM2的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);			
	//开启GPIOA的时钟
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//将PA0引脚初始化为上拉输入
	
	/*外部时钟配置*/
	TIM_ETRClockMode2Config(TIM2, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, 0x0F);
	//选择外部时钟模式2，时钟从TIM_ETR引脚输入
	//注意TIM2的ETR引脚固定为PA0，无法随意更改
	//最后一个滤波器参数加到最大0x0F，可滤除时钟信号抖动
	
	/*时基单元初始化*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;				
	//定义结构体变量
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;		
	//时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	
	//计数器模式，选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10 - 1;					
	//计数周期，即ARR的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1;				
	//预分频器，即PSC的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;			
	//重复计数器，高级定时器才会用到
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	//将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元	
	
	/*中断输出配置*/
	TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);						
	//清除定时器更新标志位
	//TIM_TimeBaseInit函数末尾，手动产生了更新事件
	//若不清除此标志位，则开启中断后，会立刻进入一次中断
	//如果不介意此问题，则不清除此标志位也可
																
	TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);			
	//开启TIM2的更新中断
	
	/*NVIC中断分组*/
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);				
	//配置NVIC为分组2
	//即抢占优先级范围：0~3，响应优先级范围：0~3
	//此分组配置在整个工程中仅需调用一次
	//若有多个中断，可以把此代码放在main函数内，while循环之前
	//若调用多次配置分组的代码，则后执行的配置会覆盖先执行的配置
	
	/*NVIC配置*/
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;						
	//定义结构体变量
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;				
	//选择配置NVIC的TIM2线
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;				
	//指定NVIC线路使能
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;	
	//指定NVIC线路的抢占优先级为2
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;			
	//指定NVIC线路的响应优先级为1
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
	
	/*TIM使能*/
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);			//使能TIM2，定时器开始运行
}

/**
  * 函    数：返回定时器CNT的值
  * 参    数：无
  * 返 回 值：定时器CNT的值，范围：0~65535
  */
uint16_t Timer_GetCounter(void)
{
	return TIM_GetCounter(TIM2);	//返回定时器TIM2的CNT
}

/* 定时器中断函数，可以复制到使用它的地方
void TIM2_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
	{
		
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
	}
}
*/

函数说明

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