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[嵌入式]STM32之TIM-定时器的使用

Stm32之TIM-定时器的使用

开发环境：Window 10
开发工具：Keil uVision5 MDK
硬件：STM32F103

资料参考：

1、【正点原子】STM32F103开发板资料(A盘)；

2、stm32之TIM-基本定时器应用实例
https://blog.csdn.net/weixin_42653531/article/details/88527405

3、stm32的抢占优先级和响应优先级
https://blog.csdn.net/baidu_38988793/article/details/89522107

文章目录

Stm32之TIM-定时器的使用

STM32F103ZE 简介

内核：ARM Cortex-M3，72MHz

内存：64kB RAM，512kB ROM

时钟和电源：2.00V—3.60V，72 MHz

通信：SPI、I2C、UART、I2S、CAN、USART、USB、Device

定时器/计数器/PWM ：8 × 16 位定时器

模拟：2通道 12位DAC，21通道 12位ADC

I/O 和封装： -40℃—85℃，144-QFP，144-BGA

官网：https://www.keil.com/dd2/stmicroelectronics/stm32f103ze/

一、定时器的概述

定时器最基本的功能就是定时处理事情。比如定时发送USART数据、定时采集AD数据、测量输入脉冲的频率（输入捕获）、产生输出波形（比较输出或PWM）等。

STM32系列的定时器分为基本定时器、通用定时器、高级定时器。高级定时器包括前者的全部功能。

通常地，STM32包括高级定时器TIM1、TIM8，通用定时器TIM2、TIM3、TIM4、TIM5,基本定时器TIM6、TIM7，具体详见各芯片的数据手册。

在这里插入图片描述

基本定时器(TIM6、TIM7)
通用定时器（TIM2、TIM3、TIM4、TIM5）
高级定时器(TIM1、TIM8)

注释：STM32F103系列有8个16位的定时器，且均采用72MHz的内部时钟；而F407系列则有14个且每个定时器的时钟也不同，具体使用需结合数据手册，如下图。

在这里插入图片描述

二、定时器的使用步骤

1）TIMx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TIMx_DIER允许中断

4）TIMx中断优先级设置

5）允许TIMx工作，即使能TIMx

6）编写中断服务函数

1）TIMx时钟使能

基本、通用定时器的时钟来自于APB1总线；

高级定时器(TIM1、TIM8)的时钟来自于APB2总线。

针对 TIM3 时钟使能范例：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); // 时钟使能

2）初始化定时器参数

库函数中定时器的初始化通过TIM_TimeBaseInit()实现

TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct)

第一个参数：确定哪个定时器；
第二个参数：定时器初始化参数结构体指针，即用结构体形式对定时器的相关参数进行配置。

typedef struct 
{ 
u16 TIM_Period; 
u16 TIM_Prescaler; 
u8 TIM_ClockDivision; 
u16 TIM_CounterMode; 
u8 TIM_RepetitionCounter;
} TIM_TimeBaseInitTypeDef;

TIM_Period：定时器自动重装载计数周期值，当计数寄存器的值递增到等于该值时，将相关事件标志位置位，范围0~65535。
TIM_Prescaler：定时器预分频设置。时钟源经该预分频器才是定时器时钟，范围0~65535。
TIM_ClockDivision：时钟分频。有不分频、二分频、四分频。基本定时器没有这个功能。
TIM_CounterMode：定时器计数方式设置，有向上计数、向下计数、对齐模式等，基本定时器只能向上计数。
TIM_RepetitionCounter :重复计数器，只有高级定时器才有用。

针对 TIM3 初始化范例代码格式：

定时时间=(计数值)*(定时器预分频+1）/内部时钟

STM32F103的内部时钟为72MHz，为实现0.5s定时，预分频Prescaler设置为7200-1，定时器可以得到10KHz(72MHz/((7200-1)+1))的时钟频率,计数值Period设置为5000-1，可以得到定时为0.5s(5000*(1/10kHz))的定时器。

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 5000;//设置自动重装载计数值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =7199;//设置预分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//时钟不分频
TIM_TimeBaseStruc ture.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);//根据指定参数初始化TIMx

3）设置TIMx_DIER允许中断

在库函数里面定时器中断使能是通过 TIM_ITConfig 函数来实现

在这里插入图片描述

使能TIM3 的更新中断，格式为：

TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE );

4）TIMx中断优先级设置

用 NVIC_Init()函数实现中断优先级的设置

NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct)

根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器

NVIC_InitTypeDef定义于文件“misc.h”

typedef struct
{
u8 NVIC_IRQChannel;
u8 NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;
u8 NVIC_IRQChannelSubPriority;
FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd;
} NVIC_InitTypeDef;

NVIC_IRQChannel：定义初始化哪个中断
NVIC_IRQChannelPreemptionPriority：定义中断的抢占优先级别
NVIC_IRQChannelSubPriority：定义这个中断的子优先级别
NVIC_IRQChannelCmd：该中断是否使能

针对 TIM3 中断设置范例代码格式：

	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;  //TIM3中断
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //抢占优先级0级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //从优先级3级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //初始化NVIC寄存器

NVIC 的优先级组

STM32用4位寄存器位的表示中断优先级，其的分组方式如下：

第0组：所有4位用于指定响应优先级

第1组：最高1位用于指定抢占式优先级，最低3位用于指定响应优先级，抢占级有2^1 =2 级;子优先级2^3=8级，共2*8=16级嵌套

第2组：最高2位用于指定抢占式优先级，最低2位用于指定响应优先级，抢占级有2^2 =4 级;子优先级2^2=4级，共4*4=16级嵌套

第3组：最高3位用于指定抢占式优先级，最低1位用于指定响应优先级，抢占级有2^3 =8 级;子优先级2^1=2级，共8*2=16级嵌套

第4组：所有4位用于指定抢占式优先级

中断响应的优先级由抢占优先级和响应优先级(子优先级)确定，若抢占优先级相同，则看响应优先级，数字越小优先级越高。

1.抢占相同，子优先级不同：按照子优先级顺序排序
2.抢占和子优先级都相同但有先后：此时无抢占剥夺，依照FIFO（先进先出），前一个执行完了再执行后者；
3.抢占和子优先级都相同且同时到达：按照中断向量表顺序排先后

5）允许TIMx工作，即使能TIMx

使能定时器的函数通过 TIM_Cmd 函数来实现

void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)

针对 TIM3 中断设置范例代码格式：

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); // 使能 TIMx 外设

6）编写中断服务函数

库函数中，用TIM_GetITStatus()来判断中断类型

比如要判断定时器3是否发生更新（溢出）中断，方法为：

if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)

固件库中使用TIM_ClearITPendingBit()清除中断标志位

比如在TIM3的溢出中断发生后，要清除中断标志位，方法是：

TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);

针对 TIM3 实现定时0.5s闪烁的中断服务函数范例：

/*注意：中断处理的事情要尽可能精简，避免过长时间停留在中断里面*/

void TIM3_IRQHandler(void)   //TIM3中断
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)  //判断TIM3更新中断发生与否
		{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx更新中断标志 
		LED1=!LED1;	//翻转LED1的状态，实现闪烁
		}
}