嵌入式开发与应用实验三——定时器实现一秒闪烁一次

news2024/9/20 1:01:45

一、实验目的

1. 掌握使用 STM32 的通用定时器 TIM6/7实现 1s 定时的方法；

2. 掌握 STM32 的定时器的原理及基本功能；

3. 掌握定时器的基本配置功能。

二、实验内容

编程实现，利用定时器TIM6/7定时1秒，每隔1秒控制PBO端口 LED灯闪烁一次，同时TFT上显示次数。

三、实验器材（设备、元器件）

（一）装有Keil uVision5软件的计算机一台

（二）STM32f103VET6的开发板一块

四、实验步骤

1. 定时/计数器的工作原理

使用精准的时基，通过硬件的方式，实现定时功能定时器核心就是计数器定时/计数器实质上是一个加1计数器。它随着计数器的输入脉冲进行自加1，也就是每来一个脉冲，计数器就自加1，当加到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使相应的中断标志位置1，向CPU发出中断请求（中断允许时）。如果定时/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。

2. TIM（Timer）定时器

（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：

（5）基本定时器框图

3. 定时器基本配置

设置自动重装载寄存器ARR的值为10000，设置时钟预分频器为72，则驱动计数器的时钟CK_CNT=CK_INT/（71+1）=1MHz,则计数器计数一次的时间为1/CK_CNT=1s。当计数器计数到ARR的值为10000时，产生一次中断，则一次中断时间为1/CK_CNT×ARR=1s。

（1）开启定时器时钟，即内部时钟;

使用SystenInit函数初始化的时候，各时钟频率如下：SYSCLK = 72M AHB时钟 = 72M APB1时钟=36M，所以APB1的分频系数=AHB/APB1=2，由此可得CK_INT的时钟频率为2*36M = 72M

定时器时钟TIMxCLK，即内部时钟CK_INT，经APBL预分频器后分猕提供。如果APB1预分频系数等于1，则频率不变，否则频率乘以2。库函数中 APB1预分频的系数是2，即PCLK1=36 MHz，所以定时器时钟中TIMxCLK=36x2=72 MHz。
（2）TIM_Period：自动重装载寄存器周期的值（计数值）;

定时器周期，即设定自动重载寄存器的值，在事件生成时更新到影子寄存器，可设置范围为0-65535。自动重载寄存器ARR是一个16位的寄存器，装着计数器能计数的最大数值。当计数到这个值时，如果使能了中断的话，定时器就产生溢出中断。

（3）TIM_Prescaler：定时器预预分频数器设置为72;

定时器时钟经过PSC预分频器之后，即CK_CNT，用来驱动计数器计数。PSC是一个16 位的预分频器，可以通过定时器时钟 TIMxCLK对1~65536的任何一个数进行分频。具体计算方式为：CK_CNT=TIMxCLK/（PSC+1）。

（4）TIM_CounterMode：定时器计数方式，可分为向上计数，向下计数以及中心对齐模式，基本定时器只能向上计数，且没有配置计数模式的寄存器，默认向上。

这里我们将计算模式设置为向上计算模式，也就将DIR位设为0。

（5）TIM_ClockDivision：时钟分频，设置定时器时钟CK_INT频率与数字滤波器采样时钟频率分频比，基本定时器没有此功能，不用设置;
（6）初始化定时器；初始代定时器房动定时器无限循环;
（7）清除计数器中断标志位;
（8）开启计数器CN中断;

该寄存器是用来计数的，不需要进配置，在将定时器打开以后便自动开始计数，直到与ARR寄存器中的值相匹配产生溢出事件。

4. 使能定时器更新中断，开启定时器计数，配置定时器中断优先级

CEN:使能计数器

0：禁止计数器； 1：使能计数器。

注：在软件设置了CEN之后，外部时钟、门控模式和编码器模式才能工作，触发器可以自动地通过硬件设置CEN位。

在单脉冲模式下，当发生更新事件时，CEN被自动清除。

（1）同时使能CEN位，让CK_CNT时钟开始工作，驱动计数器CNT计数。

（2）设置中断分组为0，抢占优先级为0，响应优先级为3,基本定时器中断优先级配置如下：

5.编写中断服务函数

定时器中断一次的时间是1s，定义一个全局变量Cnt，每当进一次中断的时候，由Cnt来记录进入中断次数。如果想实现一个1s的定时，只需要判断Cnt是否等于1000即可（1000个1ms就是1s）；然后主函数把Cnt清除，重新计数，一次循环往复。在中断服务程序中一定要把相应的中断标志位清除掉，它不会硬件自动清除。