1 引 言
在STM32单片机的开发中,定时器是一个非常重要的模块,可以用于实现精准的时间控制和周期性的任务。在STM32F103系列单片机中,常见的定时器包括基本定时器、通用定时器和高级定时器。
2 实验目的
1.掌握STM32F103的基本定时器的使用
2.熟悉STM32F103的通用定时器的使用
3.熟悉STM32F103的高级定时器的使用
3 实验内容
3.1定时器概念
定时器就是计数器,是 STM32 结构最复杂,但功能最强大的外设。
定时器跟中断紧密关联,定时器对输入的时钟进行计数,在计数值达到预设值时,触发一次中断。
同时定时器跟时钟相关,时钟跟频率有关,STM32 系统时钟频率为 72MHz。
频率和周期的关系:T=1/F。频率 F=72MHz , 对应的周期就是 T=1/F=1/72M. 如果计数 72 次,则时长 t=1/72M*72 为 1us。
3.2分类
STM32 单片机定时器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。
图1 定时器分类
3.2.1基本定时器
1). STM32F1 系列的基本定时器为 TIM6 与 TIM7
2). 基本定时器为 16 位计数器,只能向上计数
3). 基本定时器没有外部 GPIO,是内部资源,只能用于定时
图2 基本定时器框图
上图为基本定时器的结构图,时基单元主要由预分频器、计数器和自动重装载寄存器构成。该模块的时钟源为系统内部时钟 CK_INT(72MHz),直接作为预分频器(PSC)的时钟源(CK_PSC),经过预分频后输入至计数器(CNT)对预分频后的时钟进行计数,计时时钟每来一个上升沿,计数器+1,直到达到最大计数值,即 65535。最大值后再增加则会回到 0,从头开始计数。自动重装寄存器存储了CNT 计数器需要计数的值,当计数器计数值等于自动重装值,则会产生中断信号,并重置计数器。
3.3 时基
定时器最主要的部分为时基部分,包括了预分频器,计数器,自动重装载寄存器。 时基,不仅基本定时器有,通用定时器和高级定时器也有。
3.4 定时时间的计算
牢记两个公式:
T=(ARR+1)*(PSC+1)/72M
占空比=CCR/(ARR+1)
3.5定时器初始化结构体详解
图3 定时器基本初始化结构体
3.6基本定时器关键程序
图4 定时中断基本结构
使用基本定时器定时中断的步骤:
1.开启 GPIO 时钟和 GPIO 外设 。
2.选择时基单元的时钟源。定时器定时中断选择内部时钟源。
3.配置时基单元。配置预分频器,自动重装器和计数器这三个寄存器。
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 中打开定时器中断的通道,并分配一个优先级。
6.使能定时器,开中断。
7.写定时器中断服务程序。
3.7通用定时器初始化,用于生成PWM信号
图5 通用定时器PI福出用到的GPI0初始化
图6 初始化顺序
图7 通用定时器PWM出初始化
图8 .h文件
3.8高级定时器初始化 ,用户捕获PWM信号
图9 初始化顺序
图10 高级定时器PWM输入用到的GPIO初始化
图11 高级控制定时器 TIMx,x[1,8]中断优先级配置
图12 高级定时器PWM输入初始化和用到的GPI0初始化
4 深入分析
思考一
深入理解定时器程序,将例程“32-TIM-基本定时器”程序中变量名time修改为sztu(或者开发者另定义的名字),找到time定义的地方,并修改代码并运行程序。改变程序使当前定时器的速度变为当前的两倍,并运行程序。
思考二(PWM输入捕获)
连接示波器,打开野火串口助手,将例程“33-TIM一高级定时器”的“3-TIM一高级定时器-PWM输入捕获”代码调整,修改脉冲信号占空比为5%,频率为10KHz.
脉冲信号占空比为5% 频率为10KHz:按照下面的代码设计数值可以得到
通过野火串口助手查看,是否脉冲信号占空比为5%,频率为10KHz
2.2、通过示波器查看开发板的引脚PA6波形,是否跟野火串口助手保持一致
• 用一根杜邦线连接开发板的 PA6 和 PA8即可
• 示波器地线与开发板共地连接