13、嵌入式系统中的定时操作

嵌入式系统中的定时操作

在嵌入式系统里，定时操作是非常关键的一部分，它涉及到时钟信号和定时器的运用。接下来，我们将深入探讨时钟信号、定时器的相关知识，以及如何在STM32F4微控制器中管理时钟和使用定时器。

1. 嵌入式系统中的时钟信号

为了避免逻辑门出现未定义状态，需要同步信号。时钟信号就是为此而生，在其每个上升（或下降）沿执行操作，而在上升（或下降）沿之间不进行操作，这样就能避免逻辑门的未定义状态，使微控制器内的所有操作同步进行。

1.1 作为时钟信号源的振荡器

振荡器是产生周期性方波的电子电路，这个方波就是我们所需的时钟信号。因此，需要时钟信号的嵌入式系统应该配备振荡器。振荡器有两个重要属性：准确性和响应时间。准确性指的是时钟信号频率的精确程度，响应时间则是振荡器稳定到能产生所需频率时钟信号所需的时间。

主要有两种类型的振荡器：电阻 - 电容（RC）振荡器和晶体振荡器。
- RC振荡器 ：基本的施密特触发器RC振荡器如图所示，时钟信号的频率由R和C组件的值决定。其工作原理是，当电容充电时，施密特触发器输出为高电平；电容放电时，输出为低电平，从而产生所需的周期性时钟信号。RC振荡器主要用作微控制器的内部振荡器，因为其组件可添加到硬件生产过程中，使用时无需额外组件。此外，它价格便宜且响应时间快，但由于使用了无源组件，准确性较低，并且准确性还会受温度和电源电压变化的影响。
- 晶体振荡器 ：晶体振荡器电路中，时钟信号的频率由晶体决定，晶体是只允许特定频率信号通过的滤波器。使用晶体振荡器时，除晶体和电容外的组件置于微控制器内，但晶体不能放在微控