TIM——基本定时器

 

 

stm32f1系列，有基本定时器、通用定时器、高级定时器三类TIM定时器。其中，TIM6/7是本文要讲的基本定时器。

基本定时器TIM6/7是16位的只能向上计数的定时器，只能用于定时。而通用定时器和高级定时器有更多的功能，如还可以进行输出比较、输入捕捉等功能，相关的介绍会写在后面的文章，这里只讲基本定时器。

先看看基本定时器的框图，如图24-1。

图24-1

时钟源

我们查阅参考手册RCC章节的时钟树可以知道，RCC的定时器时钟TIMxCLK，即内部时钟CK_INT是由APB1预分频器分频后提供。如图24-2所示，如果APB1预分频系数为1,，则频率不变，否则频率为2倍。即此时用于分频的APB1的预分频系数为2，所以TIMxCLK = 36 * 2 = 72MHz。

图24-2

计数器时钟

如图24-1的框图，计数器时钟由内部时钟CK_INT提供，经过PSC预分频器后得到CK_CNT。PSC是一个16位的预分频器，可以对定时器时钟TIMxCLK进行1~65536之间的任何一个数进行分频。分频后的CK_CNT值的计算在参考手册TIMx_PSC寄存器描述里有提到，如图24-3。

图24-3

即CK_CNT = CK_PSC/(PSC[15:0]+1)。

计数器

计数器CNT是一个16位的计数器，只能往上计数，最大计数值为65535。

自动重装载寄存器TIMx_ARR

TIMx_ARR寄存器里存着最大的计数值，当计数到该值时，会产生中断。当然了你得使能了中断才可以。

定时时间计算

计一个数的时间是1/CK_CNT，产生一次中断的时间为(ARR+1)/CK_CNT。如果在中断服务程序里设置一个变量time用于记录中断次数，则定时时间为：(ARR+1)/CK_CNT*time。

TIM_TimeBaseInitTypeDef

如图24-4为基本定时器TIM_TimeBaseInitTypeDef结构体定义。

图24-4

• TIM_Prescaler：指定定时器预分频器数值，由TIMx_PSC寄存器配置，可设置范围为0x0000~0xFFFF，即0~65535；
• TIM_CounterMode：计数模式，可分为向上计数、向下计数以及三种中心对齐模式。而基本定时器只能向上计数；
• TIM_Period：计数器周期，即自动重装载寄存器TIMx_ARR的值，在事件生成时更新到影子寄存器，由TIMx_CR1寄存器的ARPE位配置是否使能缓冲；
• TIM_ClockDivision：时钟分频，配置定时器时钟CK_INT频率与数字滤波器采样时钟频率分频比，基本定时器没有这个功能，不用设置；
• TIM_RepetitionCounter：重复计数器，属于高级控制寄存器专用寄存器位，利用它可以很容易控制输出PWM个数，这里不用设置。

定时1s实验

例如，需要做一个1s的定时，CK_PSC=72MHz，则PSC=71，那么CK_CNT=1MHz，

• 计一个数时间：1/CK_CNT = 1/1MHz = 1us，
• 中断一次的时间：(ARR+1)/CK_CNT = (999+1)/1MHz = 1ms，
• 则定时时间：(ARR+1)/CK_CNT*time = 1ms*1000 = 1s

我们用led的亮灭状态变化来展示1s的定时。

初始化TIM_TimeBaseInitTypeDef

前文提到的TIM_TimeBaseInitTypeDef结构体有5个成员，但基本定时器TIM6/7只用到了TIM_Prescaler和TIM_Period这两个成员，其他三个是通用定时器和高级定时器才会用到的。

/**
  * @brief  基本定时器配置
  * @param  无
  * @retval 无
  */
static void BASIC_TIM_Mode_Config(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE);   // 内部时钟72MHz

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999;                // 自动重装载寄存器的值	
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 71;               // 预分频器数值
    TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_TimeBaseStructure);

    TIM_ClearFlag(TIM6, TIM_FLAG_Update);                  // 清除计数器中断标志位
    TIM_ITConfig(TIM6, TIM_IT_Update, ENABLE);

    TIM_Cmd(TIM6, ENABLE);	
}

中断优先级配置

有关中断配置相关已经在之前的文章介绍过，有不清楚的地方可移步阅读。这里只说几个配置的关键点。可配置中断优先级分组为0，即0位抢占优先级，4位子优先级。配置中断源为TIM6_IRQn。

/**
  * @brief  中断优先级配置
  * @param  无
  * @retval 无
  */
static void BASIC_TIM_NVIC_Config(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);		
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM6_IRQn;	
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;	 
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;	
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

中断函数

中断函数在stm32f10x_it.c文件里配置。

extern volatile uint32_t time;            // 该变量定义在main()函数里

void TIM6_IRQHandler(void)
{
    if(TIM_GetITStatus(TIM6, TIM_IT_Update) != RESET) 
    {	
        time++;                           // 每中断一次，time值加1，中断一次时间为1ms，需要中断1000次才可定时1s，即time值为1000
	TIM_ClearITPendingBit(TIM6, TIM_FLAG_Update);  		 
    }		 	
}

最后在main()函数里调用led和定时器的初始化配置函数，在一个循环里判断time变量的值是否为1000，如果已经达到1000，则led灯状态变化（亮或灭）一次，并且time变量值重赋为0，以便继续判断及定时。