STM32（五）：TIMER定时器 （标准库函数）_stm32 timer

前言

上一篇文章已经介绍了如何用STM32单片机中的Systick嘀嗒定时器来控制LED灯的交替闪烁，实现了点灯的第四种方式。这篇文章我们来介绍一下如何用STM32单片机中的TIMER定时器来控制LED灯的交替闪烁。

一、实验原理

1.定时器的功能

STM32的定时器是一种强大的外设，具有以下几种主要功能：

• 定时功能：可以设置定时时间，用于在特定时刻执行任务。
• 计数功能：对输入的时钟脉冲进行计数。
• PWM信号产生：用于控制电机速度、灯光亮度等。
• 输入捕获：捕获并记录外部信号的时间参数。
• 定时器中断：在计数值达到设定值时触发中断，进行相应处理。

2.定时器的类型

STM32中的定时器根据功能和复杂度分为三种类型：

• 高级定时器：TIM1和TIM8，支持更复杂的控制需求和高精度的操作。
• 通用定时器：TIM2、TIM3、TIM4、TIM5，适用于常规的定时和计数任务。
• 基本定时器：TIM6和TIM7，主要用于简单的定时任务，没有高级控制功能。

3.定时器工作原理

以下是定时器的工作原理图，主要分为5个部分，分别是时钟产生、定时器、输入、输出和寄存器部分。

时钟产生来源：
1. 内部时钟     PB1（CLK_INT） (*)
2. TIMx_ETR     　　外部引脚输入
3. ITRx            内部触发输入，定时器集联
4. TL1FP1/2        来自于定时器外部通道
主要是内部时钟，最后输出 [ CK_PSC ]

输出比较：
比如说现在定时器是从 0-100 向上计数
如果把 [ 捕获比较寄存器 ] 的值设置为 v = 50；
如果 当前值 < v 则输出高电平， 当前值 > v 则输出低电平
那么效果就是 0-50 输出高电平， 50-100 输出低电平， 实现通道输出
通过控制 V 的值 就能改变占空比，  实现PWM。

定时器主要分为3种计数模式，向上计数、向下计数以及中央对齐模式。

1.向上计数模式

2.向下计数模式

3.中央对齐模式

 3.定时器系统框图

以下是定时器的系统框图：

主要有4块组成部分：

1.振荡器

• HSI RC：内部高速时钟，8MHz。

• HSE Osc：外部高速时钟，频率依赖于外部晶振。

• LSI RC：内部低速时钟。

• LSE Osc：外部低速时钟，通常是32.768kHz，用于实时时钟（RTC）。

2.时钟源选择和配置

• PLL（相位锁环）：可以将HSI或HSE的频率乘以一个系数（如图中所示，最高可达72MHz）。

• SYSCLK（系统时钟）：可以选择HSI、HSE或PLLCLK作为源。

• MCO（微控制器时钟输出）：可以输出不同源的时钟，如HSI、HSE或PLLCLK的一部分。

3.总线和接口时钟

• AHB Prescaler：高性能总线预分频器，可对HCLK进行分频。

• APB1 Prescaler和APB2 Prescaler：两个外设总线预分频器，分别对PCLK1和PCLK2进行分频。

• ADC Prescaler：模数转换器预分频器，提供给ADC的时钟。

4.定时器

• TIM1、TIM8（高级定时器）：接收PCLK2时钟，可以选择直接时钟或通过倍增器增倍（x1或x2）。

• TIM2、TIM3、TIM4（通用定时器）：接收PCLK1时钟，同样有倍增器选择。

• 系统时钟与这些定时器的关系，决定了定时器的计数速度和精度。

二、实验步骤

1.时钟初始化

首先是对时钟的初始化，其中我们要知道以下计算的式子

定时器频率 =((1+TIM_Prescaler )/72M)*(1+TIM_Period )

• 例：如果想要设置定时器频率为 1秒，可以设置

TIM_Prescaler=35999,TIM_Period=1999 //2Khz的频率，计数到

2000

• 或

• TIM_Prescaler=7199,TIM_Period=9999 //10KHz的频率，计数到

10000

参数如下所示：

• TIM_Prescaler  用来设置分频系数
• TIM_CounterMode  用来设置计数方式
• TIM_Period 设置自动重载计数周期值
• TIM_ClockDivision 用来设置时钟分频因子

void GENERAL_TIMx_Configuration(void)
{
  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
 
  /* 开启TIMx_CLK,x[2,3,4,5],即内部时钟CK_INT=72M */
  GENERAL_TIM_APBxClock_FUN(GENERAL_TIM_CLK, ENABLE);
  
  /* 通用定时器 TIMx,x[2,3,4,5]中断优先级配置 */
  GENERAL_TIMx_NVIC_Configuration();
  
  /* 自动重装载寄存器周的值(计数值) */
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=1000;
  /* 累计 TIM_Period个频率后产生一个更新或者中断
     时钟预分频数为71，则驱动计数器的时钟CK_CNT = CK_INT / (71+1)=1M */
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 71;
  /* 时钟分频因子 ，没有用到，不用管 */
  //TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
  /* 计数器计数模式，基本定时器TIM6和TIM7只能向上计数，没有计数模式的设置，不用管 */
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; 
  /* 重复计数器的值，通用定时器没有，不用管 */
  //TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
  /* 初始化定时器TIMx, x[2,3,4,5] */
  TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIMx, &TIM_TimeBaseStructure);
 
  /* 清除计数器中断标志位 */
  TIM_ClearITPendingBit(GENERAL_TIMx, TIM_IT_Update);
  /* 开启计数器中断 */
  TIM_ITConfig(GENERAL_TIMx,TIM_IT_Update,ENABLE);
 
  /* 使能计数器: */
  TIM_Cmd(GENERAL_TIMx, ENABLE); 
}

2.时钟中断

时钟中断函数GENERAL_TIMx_NVIC_Configuration(void)，这边是对中断来源以及优先级的配置，前面在Systick中有所介绍，可以看一下之前的连接：STM32（四）：Systick （标准库函数）-CSDN博客

void GENERAL_TIMx_NVIC_Configuration(void)
{
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 
  /* 设置中断组为0 */
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);		
  /* 设置中断来源 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = GENERAL_TIM_IRQ;	
  /* 设置主优先级为 0 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;	 
  /* 设置抢占优先级为3 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
	 /*定时器使能 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

但到这里我们的中断配置还没结束！！重点！！易踩坑！！

我们还需要在stm32f10x_it.c的文件里面加上新的中断服务函数 GENERAL_TIM_INT_FUN ()，记得加上头文件，例如：

#include "bsp/GeneralTIM/bsp_GeneralTIM.h"
extern __IO uint16_t timer_count;
 
void  GENERAL_TIM_INT_FUN (void)
{
	if ( TIM_GetITStatus(GENERAL_TIMx,TIM_IT_Update) != RESET ) 
	{	
		timer_count++;
		TIM_ClearITPendingBit(GENERAL_TIMx , TIM_IT_Update);  		 
	}		 	
}

三、实操代码

程序分为3个文件：bsp_GeneralTIM.c、bsp_GeneralTIM.h、main.c

1.bsp_GeneralTIM.c

 
/* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
#include "bsp/GeneralTIM/bsp_GeneralTIM.h" 
/**
  * 函数功能: 通用定时器 TIMx,x[2,3,4,5]中断优先级配置
  * 输入参数: 无
  * 返 回 值: 无
  * 说    明：无
  */
void GENERAL_TIMx_NVIC_Configuration(void)
{
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 
  /* 设置中断组为0 */
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);		
  /* 设置中断来源 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = GENERAL_TIM_IRQ;	
  /* 设置主优先级为 0 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;	 
  /* 设置抢占优先级为3 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
	 /*定时器使能 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
 
 
void GENERAL_TIMx_Configuration(void)
{
  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
 
  /* 开启TIMx_CLK,x[2,3,4,5],即内部时钟CK_INT=72M */
  GENERAL_TIM_APBxClock_FUN(GENERAL_TIM_CLK, ENABLE);
  
  /* 通用定时器 TIMx,x[2,3,4,5]中断优先级配置 */
  GENERAL_TIMx_NVIC_Configuration();
  
  /* 自动重装载寄存器周的值(计数值) */
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=1000;
  /* 累计 TIM_Period个频率后产生一个更新或者中断
     时钟预分频数为71，则驱动计数器的时钟CK_CNT = CK_INT / (71+1)=1M */
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 71;
  /* 时钟分频因子 ，没有用到，不用管 */
  //TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
  /* 计数器计数模式，基本定时器TIM6和TIM7只能向上计数，没有计数模式的设置，不用管 */
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; 
  /* 重复计数器的值，通用定时器没有，不用管 */
  //TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
  /* 初始化定时器TIMx, x[2,3,4,5] */
  TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIMx, &TIM_TimeBaseStructure);
 
  /* 清除计数器中断标志位 */
  TIM_ClearITPendingBit(GENERAL_TIMx, TIM_IT_Update);
  /* 开启计数器中断 */
  TIM_ITConfig(GENERAL_TIMx,TIM_IT_Update,ENABLE);
 
  /* 使能计数器: */
  TIM_Cmd(GENERAL_TIMx, ENABLE); 
}
 

2.bsp_GeneralTIM.h

#ifndef __GENERAL_TIM_H__
#define __GENERAL_TIM_H__
 
/* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
#include <stm32f10x.h>
 
/* 类型定义 ------------------------------------------------------------------*/
/* 宏定义 --------------------------------------------------------------------*/
/********************通用定时器TIM参数定义，只限TIM2 & TIM3 & TIM4 & TIM5************/
#define GENERAL_TIMx                 TIM2
#define GENERAL_TIM_APBxClock_FUN    RCC_APB1PeriphClockCmd
#define GENERAL_TIM_CLK              RCC_APB1Periph_TIM2
#define GENERAL_TIM_IRQ              TIM2_IRQn
#define GENERAL_TIM_INT_FUN          TIM2_IRQHandler
 
//#define GENERAL_TIMx                 TIM3
//#define GENERAL_TIM_APBxClock_FUN    RCC_APB1PeriphClockCmd
//#define GENERAL_TIM_CLK              RCC_APB1Periph_TIM3
//#define GENERAL_TIM_IRQ              TIM3_IRQn
//#define GENERAL_TIM_INT_FUN          TIM3_IRQHandler
 
//#define GENERAL_TIMx                 TIM4
//#define GENERAL_TIM_APBxClock_FUN    RCC_APB1PeriphClockCmd
//#define GENERAL_TIM_CLK              RCC_APB1Periph_TIM4
//#define GENERAL_TIM_IRQ              TIM4_IRQn
//#define GENERAL_TIM_INT_FUN          TIM4_IRQHandler
 
//#define GENERAL_TIMx                 TIM5
//#define GENERAL_TIM_APBxClock_FUN    RCC_APB1PeriphClockCmd
//#define GENERAL_TIM_CLK              RCC_APB1Periph_TIM5
//#define GENERAL_TIM_IRQ              TIM5_IRQn
//#define GENERAL_TIM_INT_FUN          TIM5_IRQHandler
 
/* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
/* 函数声明 ------------------------------------------------------------------*/
void GENERAL_TIMx_Configuration(void);
 
#endif	/* __GENERAL_TIM_H__ */
 

3.main.c

 
/* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f10x.h"
#include "bsp/led/bsp_led.h"
#include "bsp/key/bsp_key.h"
#include "bsp/delay/delay.h"
#include "bsp/systick/bsp_SysTick.h"
#include "bsp/GeneralTIM/bsp_GeneralTIM.h" 
/* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
 
__IO uint16_t timer_count=0;
/**
  * 函数功能: 主函数.
  * 输入参数: 无
  * 返 回 值: 无
  * 说    明: 无
  */
int main(void)
{
	LED_GPIO_Init();
 //KEY_GPIO_Init();
//	KEY1_EXIT_Config();
//	KEY2_EXIT_Config();
//	KEY3_EXIT_Config();
	/* 初始化系统滴答定时器 */  
//  SysTick_Init();
	
	
  /* 通用定时器初始化：1ms中断一次  */
  GENERAL_TIMx_Configuration();  
  while (1)
  {
    if(timer_count==500)
    {
      LED1_ON;
	  LED2_OFF;
	  LED3_OFF;
    }
	 if(timer_count==1000)
    {
      LED1_OFF;
	  LED2_ON;
      LED3_OFF;
    }
   if(timer_count==1500)
    {
      timer_count=0;
      LED1_OFF;
	  LED2_OFF;
	  LED3_ON;
    }
    
  }
 
}
 

四、实验效果

结束语

本文以STM32VET6为例讲解了用TIMER定时器控制LED灯的交替闪烁的实现方法，并指出其中的易坑点。希望对大家有所帮助！如果还有什么问题，欢迎评论区留言，谢谢！