七、stm32-TIM定时器(通用定时器中断)

本文详细介绍了STM32的TIM定时器,特别是通用定时器TIM2的中断设置,包括控制寄存器、DMA/中断使能寄存器、预分频寄存器等,并给出了一个通过TIM2实现1s间隔LED翻转的硬件和软件设计实验。实验步骤包括设置参数、使能中断、编写中断服务程序等。

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一、固件库模板

见博客:stm32f103c8t6新建固件库模板(可自取)

二、准备资料

  1. 固件库模板
  2. MDK5开发环境
  3. STM32定时器
  4. 利用固件库模板点灯工程(下面第三行,手动狗头)

实验程序已经发布到百度网盘,本文末有链接可以自取

STM32定时器查看这篇博客STM32定时器

一、利用固件库模板点灯(附模板及案例程序

三、TIM定时器(定时中断)简介

STM3F1 的通用 TIMx (TIM2、 TIM3、 TIM4 和 TIM5)定时器功能包括:

  1. 16 位向上、向下、向上/向下自动装载计数器(TIMx_CNT)。

  2. 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 之间的任意数值。

  3. 4 个独立通道(TIMx_CH1~4),这些通道可以用来作为:
    A.输入捕获
    B.输出比较
    C. PWM 生成(边缘或中间对齐模式)
    D.单脉冲模式输出

  4. 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)的同步电路。

  5. 如下事件发生时产生中断/DMA:
    A.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)
    B.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)
    C.输入捕获
    D.输出比较
    E.支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路
    F.触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理

1. 控制寄存器 1(TIMx_CR1)

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
首先我们来看看 TIMx_CR1 的最低位,也就是计数器使能位,该位必须置 1,才能让定时器开始计数。 从第 4 位 DIR 可以看出默认的计数方式是向上计数, 同时也可以向下计数,第 5,6位是设置计数对齐方式的。 从第 8 和第 9 位可以看出,我们还可以设置定时器的时钟分频因子为 1,2,4。

2. DMA/中断使能寄存器(TIMx_DIER)

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

这里我们同样仅关心它的第 0 位, 该位是更新中断允许位, 本章用到的是定时器的更新中断, 所以该位要设置为 1,来允许由于更新事件所产生的中断。

3. 预分频寄存器(TIMx_PSC)

该寄存器用设置对时钟进行分频,然后提供给计数器,作为计数器的时钟。
在这里插入图片描述
这里,定时器的时钟来源有 4 个:

  1. 内部时钟(CK_INT)
  2. 外部时钟模式 1:外部输入脚(TIx)
  3. 外部时钟模式 2:外部触发输入(ETR)
  4. 内部触发输入(ITRx):使用 A 定时器作为 B 定时器的预分频器(A 为 B 提供时钟)。

这些时钟,具体选择哪个可以通过 TIMx_SMCR 寄存器的相关位来设置。这里的 CK_INT时钟是从 APB1 倍频的来的,除非 APB1 的时钟分频数设置为 1,否则通用定时器 TIMx 的时钟是 APB1 时钟的 2 倍,当 APB1 的时钟不分频的时候,通用定时器 TIMx 的时钟就等于 APB1的时钟。这里还要注意的就是高级定时器的时钟不是来自 APB1,而是来自 APB2 的。

4. TIMx_CNT 寄存器

该寄存器是定时器的计数器,该寄存器存储了当前定时器的计数值。
在这里插入图片描述

5. 自动重装载寄存器(TIMx_ARR)

该寄存器在物理上实际对应着 2 个寄存器。一个是程序员可以直接操作的,另外一个是程序员看不到的,这个看不到的寄存器在《STM32参考手册》里面被叫做影子寄存器。事实上真正起作用的是影子寄存器。 根据 TIMx_CR1 寄存器中 APRE 位的设置: APRE=0 时,预装载寄存器的内容可以随时传送到影子寄存器,此时 2者是连通的;而 APRE=1 时,在每一次更新事件(UEV)时,才把预装在寄存器的内容传送到影子寄存器。

在这里插入图片描述

6. 状态寄存器(TIMx_SR)

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

该寄存器用来标记当前与定时器相关的各种事件/中断是否发生。

四、通用定时器中断实验

1.硬件设计

本实验利用基本定时器 TIM2 定时 1s, 1s 时间到 LED 翻转一次。基本定时器是单片机内部的资源,没有外部 IO,不需要接外部电路,刚好我们的stm32f103c8t6上面PC13有一个LED。

2.软件设计

  1. TIM2 时钟使能;

  2. 初始化定时器参数,设置自动重装值, 分频系数,计数方式等;

  3. 设置 TIM2_DIER 允许更新中断

  4. TIM2 中断优先级设置

  5. 使能 TIM2。

  6. 编写中断服务程序

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