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  • STM32学习笔记(一)时钟和定时器

       由于近期在准备海洋航行器比赛,正好趁此机会学习一下ARM,看到周围很多同学都在使用32,所以我也买了一块STM32F103ZET6,准备好好地学习一下。

       STM32的时钟系统相当的复杂,包含了5个时钟源,分别是HSI HSE LSI LSE PLL,HSI是高速内部时钟、RC振荡器,频率为8M,HSE是高速外部时钟,即晶振,我的核心板上晶振为8M。LSI为低速内部时钟、RC振荡器,频率40k,LSE为低速外部时钟,接32.768kHz晶振,作为RTC时钟源。PLL为锁相环倍频输出,最大不超过72M。

       我在学习定时器时先看的是TIM3,它挂载在APB1分频器上,APB1上面挂载的是低速外设,APB2上挂载高速外设。

       在system_stm32f10x.c文件下,有默认定义SYSCLK_FREQ_72MHz,同时在SystemInit()函数下调用了SetSysClock(),根据宏定义将时钟设为72M。

       读取SystemCoreClock变量即可获得系统时钟频率。

       在默认情况下,系统的各个时钟频率如下:

       SYSCLK:72M

       AHB:72M

       APB1(PCLK1):36M

       APB2(PCLK2):72M

       PLL:72M

       

       详细的定时器设定如下:

       ①首先要搞清楚定时器的计数时钟频率,在预分频系数≠1的时候,TIM2~7的时钟频率为APB1的2倍,即72MHz,预分频系数的默认值不是1,但我并未查到该如何设置该值。

       ②定时器的设置主要包括定时器的初始化和中断的初始化。

       2.1 定时器初始化:

       首先定义TIM_TimeBaseInitTypeDef类型的结构体,它包含了如下的内容:

    typedef struct
    {
      uint16_t TIM_Prescaler;        
      uint16_t TIM_CounterMode;     
      uint16_t TIM_Period;           
      uint16_t TIM_ClockDivision;   
      uint8_t TIM_RepetitionCounter; 
    } TIM_TimeBaseInitTypeDef;


       第一项TIM_Prescaler是预分频值,它与TIM_Period(重载周期值)的乘积即为计数的总值。

       第二项TIM_CounterMode为计数模式,它的内容如下:

       

    #define TIM_CounterMode_Up                 ((uint16_t)0x0000)
    #define TIM_CounterMode_Down               ((uint16_t)0x0010)
    #define TIM_CounterMode_CenterAligned1     ((uint16_t)0x0020)
    #define TIM_CounterMode_CenterAligned2     ((uint16_t)0x0040)
    #define TIM_CounterMode_CenterAligned3     ((uint16_t)0x0060)

       

     后面三项为中心对齐模式,指的是计数到一定的值,产生溢出事件,再向下计数到0。常用的为向上计数模式,即TIM_CounterMode_Up

       第四项TIM_ClockDivision为时钟分割,对于时钟分割没有查到太多的描述,一般设定为TIM_CKD_DIV1,或者直接填入0x0000。

       第五项TIM_RepetitionCounter为PWM模式的一些设定,一般的定时器不用设置。


       除此之外还要设置中断的类型,一般的定时器为更新中断,即由溢出事件产生的中断,设置的方式为:TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE),其中第一项是定时器代号,第二项为类型,这里设定为更新方式,第三项为使能。

       

       根据上述内容我们知道,初始化的过程如下:

       3

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_STR;
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);//TIM3挂载在APB1上
    //由于预分频系数默认不是1,所以TIM3的时钟为2*APB1=72M
    TIM_STR.TIM_Period=arr;
    TIM_STR.TIM_Prescaler=psc;
    //(arr+1)*(psc+1)/TIM时钟=定时器溢出中断触发周期
    TIM_STR.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
    TIM_STR.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_STR);
    TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);

       

     2.2 中断初始化:

       中断初始化为操作NVIC(嵌套向量中断控制器)函数。 设置方式如下:

       

    NVIC_STR.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn;//设定为TIM3中断
    NVIC_STR.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;//先占优先级0级
    NVIC_STR.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;//从优先级3级
    NVIC_STR.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//IRQ通道时能
    NVIC_Init(&NVIC_STR);//中断初始化
    TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);//TIM3定时器使能


       2.3 把这些都封装成一个函数,既可作为TIM3的初始化函数。如下:

       

    void TIM3_Init(u16 arr,u16 psc)
    {
            //定时时间=(arr+1)*(psc+1)/72 单位为us
        TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_STR;
        NVIC_InitTypeDef NVIC_STR;
        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
        //初始化定时器
        TIM_STR.TIM_Period=arr;
        TIM_STR.TIM_Prescaler=psc;
        TIM_STR.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
        TIM_STR.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
        TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_STR);
        TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);
        //初始化中断
        NVIC_STR.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn;
        NVIC_STR.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;
        NVIC_STR.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;
        NVIC_STR.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
        NVIC_Init(&NVIC_STR);
            //使能定时器
        TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
    }


    ③中断服务函数:

       中断函数的名字,TIM3的为TIM3_IRQHandler

       中断服务函数内包含了:判断是否发生中断、中断发生后执行的内容、清除标志位三部分。

       首先是判断是否发生了更新中断,利用库函数TIM_GetITStatus(P1,P2),它的参数P1为代号,这里是TIM3,P2为中断类型,这里为更新中断TIM_IT_Update,当它为1时即发生了更新中断,这里为了增强可读性,采用一个RESET代表0,当函数返回值不是RESET的时候,即发生了置位(中断)。

       清除标志位采用的是库函数TIM_ClearITPendingBit(P1,P2),参数与判断的函数一样。

       具体函数如下:

       

    void TIM3_IRQHandler(void)
    {
        if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)!=RESET)
        {
            TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);
        //在这里执行中断内容
        }
    }

       

       ④完成调用

       只要在main函数里调用TIM3_Init()函数,并填入适当的参数,即可实现精确的定时中断,例如获得一秒,即72M个数字中断一次,可分解为10000*7200,配置如下:

       

    TIM3_Init(9999,7199);


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