STM32之定时器

news2024/9/28 13:25:39

定时器

软件定时

缺点：不精确，占用CPU资源

定时器工作原理

  • 使用精准的时基，通过硬件的方式，实现定时功能。

  • 定时器的核心是计数器。

通用定时器框图

该框图主要分成四部分：时钟产生器、时基单元、输入捕获、输出比较

时钟产生器

STM32通用定时器有四种时钟源：

内部时钟（CK_INT）

外部时钟模式1：外部触发输入（TIMx_ETR）

内部触发输入（ITRx）：使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器

外部时钟模式2：外部输入引脚

时基单元

输入捕获、输出比较

定时器分类

STM32F103C8T6只有TIM1~TIM4

高级定时器（TIM1、TIM8）

除具备通用定时器所有功能外，还具备带死区控制的互补信号输出刹车输入等功能可用于电机控制、数字电源设计等。

基本定时器（TIM6、TIM7）

没有输入输出通道，常用作时基，即定时功能

通用定时器（TIM2~TIM5）

具有多路独立通道，可用于输入捕获/输出比较，PWM生成，也可用作时基

特点

  • 位于低速的APB1总线上（APB1）

  • 16位向上、向下、向上/向下（中心对齐）自动装载计数器（TIMx_CNT）

  • 16 位可编程(可以实时修改)预分频器（TIMx_PSC），计数器时钟频率的分频系数为 1~65535

  • 4个独立通道(TIMx_CH1-4)，这些通道可以用来作为：

  1. 输入捕获

  1. 输出比较

  1. PWM 生成(边缘或中间对齐模式)

  1. 单脉冲模式输出

  • 可使用外部信号（TIMx_ETR）控制定时器和定时器互连（可以用 1个定时器控制另外一个定时器）

  • 如下事件发生时产生中断/DMA：

  1. 更新：计数器向上溢出/向下溢出，计数器初始化（通过软件或者内部/外部触发）

  1. 触发事件（计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数）

  1. 输入捕获

  1. 输出比较

  1. 支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路

  1. 触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理

定时器时钟源

定时器计数模式

计数模式

计数器溢出值

计数器重装值

向上计数

CNT = ARR

CNT = 0

向下计数

CNT = 0

CNT = ARR

中心对齐计数

CNT = ARR- 1

CNT = ARR - 1

CNT = 1

CNT = 0

向上计数

计数器从0开始计数（递增），计数到自动加载值（TIMx_ARR）后产生一个计数器溢出事件并重新从0开始计数。

向下计数

计数器从自动加载值（TIMx_ARR）开始计数（递减），计数到0后产生一个计数器溢出事件并重新从自动加载值（TIMx_ARR）开始计数。

中心对齐计数

计数器从0开始计数（递增），计数到自动加载值（TIMx_ARR） - 1后产生一个计数器溢出事件并从自动加载值（TIMx_ARR）开始计数（递减），计数到1后产生一个计数器溢出事件并重新从0开始计数。

定时器计数溢出计算公式

72M = 72 00 00 00，算出来的定时时间（Tout）是以s为单位

定时器点灯

通过定时器2产生溢出中断，在中断处理函数中每隔1s翻转一次LED1的电平。

使用STM32CubeMX创建工程

配置SYS

配置RCC

配置TIM2

时钟来源选择中间时钟，打开定时器2中断

配置定时方式，定时时间

配置NVIC

配置GPIO

配置工程名称、工程路径

选择固件库

生成工程

main函数编写

找到中断处理函数

  1. 在中断相关文件中找到TIM2_IRQHandler()

  1. 找到HAL_TIM_IRQHandler()

  1. 找到HAL_TIM_PeriodElapsedCallback()，它是一个虚函数，在main.c文件中编写它的函数体

编写main.c

  1. 编写定时器2中断处理函数的函数体

  1. 在main函数中启动定时器2（HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);）

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2023 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

//编写定时器2中断处理函数的函数体
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    //判断是否是定时器2产生的中断
    if(htim2.Instance == TIM2){
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9);
    }
}

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM2_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  //启动定时器2
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

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