stm32中定时器频率和周期的关系

1. 频率和周期之间的关系可以用以下公式表示

  频率(f)=周期(T)/1

  周期(T)=频率(f)/1

示例

  1. 示例1

    假设一个信号的频率是5 Hz,那么它的周期是:T=1/f=1/5=0.2秒。这意味着信号每0.2秒重复一次。
  2. 示例2

    假设一个信号的周期是0.01秒,那么它的频率是:f=1/T=1/0.01=100Hz。这意味着信号每秒重复100次。

2.在单片机中将84MHz的系统时钟配置为1ms定时周期的步骤如下

1. 定时器参数计算

  • 系统时钟频率:84MHz

  • 目标定时周期:1ms

步骤1:确定分频后的计数频率

  • 选择预分频器(Prescaler, PSC)将84MHz分频至1MHz:

    分频后频率=84 MHz/PSC+1=1 MHz  ⟹  PSC=83

步骤2:计算自动重装值(ARR)

  • 1MHz的计数频率下,1ms需要计数次数为:

    计数次数=1 ms×1 MHz=1000
  • 因此,自动重装值(ARR)设置为:

     ARR=1000−1=999(计数器从0开始计数)

2. 验证定时周期

  • 计算公式

    定时周期=(PSC+1)×(ARR+1)/系统时钟频率定时周期
  • 代入数值

    定时周期=(83+1)×(999+1)/84 MHz=84×1000/84,000,000=0.001 秒=1 ms

3. 注意事项

  1. 定时器位数

    若使用16位定时器(ARR最大值为65535),需确保计算值不超过限制。本例中ARR=999,符合要求。
  2. 时钟源配置

    确认系统时钟正确配置为84MHz(通过RCC配置)。检查APB总线分频系数(如APB1分频可能影响定时器时钟)。
  3. 中断优先级

    • 若使用中断,需在NVIC中配置优先级

4. 扩展应用

  • 调整定时周期

    • 若需其他周期(如500μs),可修改PSC或ARR的值。例如:

      ARR=500−1=499(PSC仍为83)
  • 高精度需求

    • 若需更高精度,可减少分频(如PSC=0,ARR=83999),但需注意定时器溢出风险。

 5.代码实现

// 定时器句柄定义
TIM_HandleTypeDef htimx;  // 替换为实际定时器(如TIM2、TIM3等)

void TIMx_Init(void) {
    // 定时器基础配置
    htimx.Instance = TIMx;                // 选择定时器(如TIM2)
    htimx.Init.Prescaler = 83;            // 预分频器PSC=83
    htimx.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; // 向上计数模式
    htimx.Init.Period = 999;              // ARR=999
    htimx.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; // 时钟分频(通常为1)
    HAL_TIM_Base_Init(&htimx);            // 初始化定时器

    // 启用定时器中断(可选)
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&htimx);       // 启动定时器并开启中断
}

// 定时器中断服务函数(在stm32xx_it.c中实现)
void TIMx_IRQHandler(void) {
    HAL_TIM_IRQHandler(&htimx);          // HAL库中断处理
}

// 定时器中断回调函数(用户实现)
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) {
    if (htim->Instance == TIMx) {
        // 此处执行1ms定时任务(如翻转LED、更新数据等)
    }
}

 

### STM32定时器频率计算方法 STM32定时器频率计算涉及两个主要参数:预分频系数 (PSC, Prescaler) 自动重装载值 (ARR, Auto Reload Register)。以下是详细的计算过程: #### 1. 定时器输入时钟频率 定时器的输入时钟由系统时钟经过 APB 总线分频后得到。假设系统时钟为 `SYSCLK`,APB 总线分频因子为 `N`,则定时器的输入时钟频率可以表示为: \[ \text{TIM_CLK} = \frac{\text{SYSCLK}}{N} \] 如果通过 STM32CubeMX 手动设置了系统频率,则可以直接获取该值[^1]。 #### 2. 预分频后的计数频率 定时器内部有一个预分频寄存器 PSC,用于进一步降低计数频率。其公式为: \[ \text{Timer_Clock_Frequency} = \frac{\text{TIM_CLK}}{\text{PSC} + 1} \] 其中,`PSC` 是用户设定的预分频系数[^2]。 #### 3. 定时时间计算 当定时器工作于向上计数模式时,每次从 0 计数到 ARR 后触发一次溢出事件。因此,总的定时时间为: \[ \text{Time_Delay} = (\text{ARR} + 1) \times \frac{1}{\text{Timer_Clock_Frequency}} \] 或者写成更通用的形式: \[ \text{Time_Delay} = \frac{(\text{ARR} + 1) \times (\text{PSC} + 1)}{\text{TIM_CLK}} \][^3] #### 示例代码实现 以下是一个简单的初始化代码示例,展示如何配置 STM32 的 TIM1 定时器来达到指定的时间延迟效果。 ```c #include "stm32f4xx_hal.h" void MX_TIM1_Init(void) { TIM_HandleTypeDef htim1; // 初始化结构体 htim1.Instance = TIM1; htim1.Init.Prescaler = 72 - 1; // 设置预分频系数 PSC = 71 htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; // 上升沿计数模式 htim1.Init.Period = 1 * 1000 * 1000 - 1; // 设置自动重载值 ARR = 999999 HAL_TIM_Base_Init(&htim1); } ``` 此代码片段中,`Prescaler` 被设置为 71(即实际分频为 72),而 `Period` 则被设为 \(1 \times 10^6\) 减去 1,从而实现了精确的微秒级延时控制。 --- ###
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