STM32--定时器_stm32定时器相关的函数,主要用到以下几个:(1) ()函数,作用是初始化定时器自动

定时器简介

        定时器就是计数器，简称TIM，可以对输入时钟进行计数，并在计数值达到设定值时触发中断或触发其他外设。

        根据复杂度和应用场景，定时器分为三种，它们的功能从高级到低级向下兼容。高级定时器连接的是性能更高的APB2总线(最大72Mhz)，而APB1最大36Mhz。

        尽管如此，三类定时器的内部时钟来源都能达到72Mhz，原因见时钟树。

RCC时钟树

1、时钟的分配

        

        RCC时钟树：在STM32中用来产生和配置时钟，并且把配置好的各个外设都发射到各个外设的系统。 时钟是所有外设运行的基础，所以时钟是最先配置的东西。在程序执行时，在执行主程序之前还会执行一个SystemInit函数。

2、时钟的产生
  有4个振荡源，分别是内部的8MHz高速RC振荡器、外部的4-16MHz高速石英振荡器（一般都外接8MHz）、外部的32.768kHz低速晶振振荡器（一般给RTC提供时钟）、内部的40kHz低速RC振荡器（给看门狗WDG提供时钟）。

        外部的石英振荡器比内部的RC振荡器更加稳定。如果系统非常简单，且不需要过于精确的时钟，就可以使用内部的RC振荡器，这样可以省下外部的晶振电路。
  在SystemInit函数中是这样来配置时钟的：首先会启动内部的8MHz高速RC振荡器产生时钟，选择该时钟为系统时钟，暂时以8MHz的内部时钟运行；然后再启动外部的8MHz高速石英振荡器产生时钟，进入PLLMUL锁相环进行倍频，8MHz倍频9倍，得到72MHz，待锁相环输出稳定后，选择锁相环输出为系统时钟。这样就把系统时钟从8MHz切换为了72MHz。如下图所示的电路

  图中的CSS称为时钟安全系统，它同样负责切换时钟。CSS可以检测时钟的运行状态，一旦外部时钟失效，它就会自动把外部时钟切换为内部时钟，从而保证程序可以正常运行，不会卡死造成事故。另外在高级定时器的刹车输入功能中，CSS同样负责检测当外部时钟失效时，立即切断输出控制引脚，切断电机输出，防止发生意外。

        据此可以推测：如果外部晶振出问题，可能会出现程序时钟慢大概10倍的现象。如果外部时钟的硬件电路有问题（晶振短路或连接错误等），系统的时钟就无法切换到72MHz，会保持内部的8MHz运行。

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基本定时器

时基单元

        时基单元主要包含3个16位的PSC预分频器、CNT计数器、ARR自动重装载寄存器。

        工作过程为：

1. 时钟来源于内部时钟APB1，先经过PSC预分频(实际分频系数PSC+1)
2. 再传给CNT进行向上计数，达到设定值溢出(实际为ARR+1)
3. 计数值回到0，然后产生计数器溢出事件，可以选择如下两种之一：

• Update Interrupt 更新中断（中断通往NVIC，配置好通道就能让CPU响应）
• Update 更新事件 （它不触发中断，而是触发其他外设，像基本定时器就是TRGO触发DAC）

        因此，在时基单元的控制下，最长可延时Tmax=65536*65536/72M≈59.65s

    影子寄存器

        这里特别的地方就是，PSC和ARR两个寄存器框带上了阴影，因为它们都是由“影子寄存器”真正操控生效。

• 对于PSC，如果在计数过程想修改分频系数，不是立即生效，虽然控制寄存器中的值已经修改了，但是得等到这轮计数溢出更新事件后再生效，即PSC修改的值先进入到了影子寄存器中进行缓冲等待；
• 对于ARR，影子寄存器的功能同理，不过stm32还专门设置了自动重装载预加载使能位APRE(详见手册)，简单来说就是，可以通过设置该位来决定是否预加载，预加载就是缓冲的意思，如果设置不预加载，即在计数过程中修改ARR的值会立即生效。

通用定时器

        

时基单元

        通用定时器的时基单元和基本定时器的区别在于：计数方式上多了两种。

• 向下计数模式：从重装值ARR向下自减到0，然后回到重装值产生计数器溢出事件
• 中央对齐模式：实际上就是先向上计数到ARR-1，产生一个计数器溢出事件；然后向下计数到1，产生一个计数器溢出事件；最后从0开始重新计数

        实际上简单且用的最多的还是向上计数，掌握这个就好

时钟来源

输入捕获、输出比较

        

        输入捕获和输出比较都有4个通道(占据4个GPIO口的复用功能)。输入捕获可用于测量输入的方波频率，输出比较可用于PWM波的产生和占空比调节，但是！！同一个定时器的通道不能同时使用这两个功能，因为它们的寄存器是共用的。

高级定时器

         高级定时器大部分结构与通用定时器相同，拓展的地方在图上都框了出来。

• 重复次数计数器：在计数溢出的输出地方，增加了一个重复次数计数器，它的作用是：可以实现每隔几个计数周期，才发生一次更新事件和中断。相当于对输出又作了一次分频。（除了前面时钟来源提到的定时器之间可以级联以外，这里其实又是一种“级联”，意味着可定时的时间还可以延长）。
• 死区生成和互补输出：这主要是为了驱动三相无刷电机设计的。三相无刷电机的驱动电路需要三个桥臂，每个桥臂需要2个大功率开关管来控制，总共需要6个。所以输出的PWM引脚的前三路变为了互补的输出引脚。同时，为了防止上下桥臂互补输出时，在开关切换的瞬间，由于器件的不理想，该关断的未关断，造成短暂的直通现象，故添加了死区生成电路。在开关切换的瞬间，产生一定时长的死区，让桥臂的上下管全部关断，防止出现直通现象。
• 刹车输入：刹车输入的主要作用是给电机驱动提供安全保障。如果外部引脚BKIN（Break In）产生了刹车信号，或者内部时钟失效，产生了故障，控制电路就会自动切断电机的输出，防止意外的发生。
    

  定时中断基本结构

        定时器中最核心的部分是时基单元，图中“运行控制”就是控制寄存器中的一些位，比如用来启动或停止定时器，配置计数方式等，操作这些寄存器就能控制时基单元的运行了。再一个就是计时溢出产生的溢出事件可以选择中断，这里多了“中断输出控制”，是因为在定时器的结构中，不仅计数溢出可以申请中断，还有像时钟来源选择其他时钟触发输入时，输入捕获和输出比较匹配时都可以，所以配置中断需要明确需要的是哪个去触发中断。

定时器配置

1. 配置时钟 外设时钟使能、时钟来源（内部APB1时钟默认开启可不设置，其他来源须设置）
2. 配置时基单元（最后清除一下中断标志位）
3. 配置中断来源、NVIC
4. 使能定时器   一次完整计时时间 Tout = （ARR+1）*(PSC+1)/72M 
5. 写中断函数

#include "stm32f10x.h"
#include "tim.h"
 
uint32_t num = 0;
 
void Tim_Config(void)
{
	TIM_TimeBaseInitTypeDef tim_configstruct;
	NVIC_InitTypeDef nvic_structinit;
	
	//配置时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE); //外设时钟使能
	TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择内部时钟源
	
	//配置时基单元
	tim_configstruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数
	tim_configstruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //外部引脚输入时钟分频系数 用于采样滤波
	tim_configstruct.TIM_Period = 10000-1; 			//1s
	tim_configstruct.TIM_Prescaler = 7200-1;
	tim_configstruct.TIM_RepetitionCounter = 0;    //重复次数计数器是高级定时器才有的 这里不用就给0
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&tim_configstruct);   //初始化定时器
				 
	//初始化后相当于给PSC、ARR写入新的值，原本是有寄存器缓冲的
	//但为了能立刻生效开始计数，初始化后默认置位了标志位进入了中断，所以需要手动清除
	TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_IT_Update);
	
	//配置NVIC
	TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);	//设置中断来源 是由计数溢出产生
	nvic_structinit.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; //设置中断通道
	nvic_structinit.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //中断通道使能
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	nvic_structinit.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //抢占优先级 
	nvic_structinit.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;        //响应优先级 
	NVIC_Init(&nvic_structinit);
	
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE); //使能定时器 开始计数
}
 
void TIM2_IRQHandler(void) //配置中断函数
{
	if( TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
	{
		num++;
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); //清除中断标志位
	}
}