概述
本章主要讲述一下定时器的实现，定时器顾名思义，就是到了指定的时间就触发中断，所以定时器本身是中断的一种应用。本节的例子中实现的每秒输出一个字符。
代码概览
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"
#include "stm32f10x_exti.h"
#include "misc.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"
#include "stm32f10x_tim.h"
void tim2_init()
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef tim2;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
tim2.TIM_Period = 1999;
tim2.TIM_Prescaler = 3499;
tim2.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
tim2.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &tim2);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
}
void tim2_nvic_init(void)
{
NVIC_InitTypeDef tim2_nvic;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
tim2_nvic.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
tim2_nvic.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
tim2_nvic.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
tim2_nvic.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_Init(&tim2_nvic);
}
int count = 0;
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if (SET == TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update))
{
//uart1_send("TIM2 IT\r\n");
//printf("TIM2 IT\r\n");
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
}
}
int main(void)
{
tim2_init();
tim2_nvic_init();
while (1)
{
//delay(1);
}
}
main函数入手
int main(void)
{
tim2_init();
tim2_nvic_init();
while (1)
{
//delay(1);
}
}
可以看到本小节核心代码只有两行，while语句只是用来时间循环，避免程序退出。
定时器初始化
第一行代码是“tim2_init();”，来看一下它的实现：
void tim2_init()
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef tim2;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
tim2.TIM_Period = 1999;
tim2.TIM_Prescaler = 3499;
tim2.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
tim2.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &tim2);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
}
定时器类型
首先定义一个TIM_TimeBaseInitTypeDef 的结构体，用来保存配置信息；
然后是使能通过调用RCC_APB1PeriphClockCmd，传参RCC_APB1Periph_TIM2来使能APB1以及TIM2；在STM32F1系列里面（我的板子是STM32F103C8），定义了2个看门狗定时器，1个系统滴答定时器，还有8个Timer定时器；这里的TIM2就是8个定时器里面的；在8个定时器里面：
- TIM6和TIM7是基本定时器，分辨率为16位（即2^16 = 65535）；只有计数/定时功能，没有外部IO功能；
- TIM2/3/4/5是通用定时器，分辨率为16位，具有计数定时，输出比较，输入捕获功能；同时有4个外部IO；代码中使能的TIM2就是属于通用寄存器；
- TIM1，TIM8是高级定时器，分辨率是16位，具有计数定时，输出比较，输入捕获，三相电机互补输出信号功能；同时有8个外部IO；
使能TIM2为什么要选择APB1总线呢？还是要回到系统架构图（3.1 System Architecture），可以看到通用定时器以及基本定时器（TIM2~TIM7）都是挂在在APB1下面，而高级定时器则是挂在APB2下面，所以使能TIM2，就要指定其所在的总线APB1：
定时器的计算
定时器的计时过程计算有点复杂，我们先来看一下他的模块图（15.2 TIMx main features）：
首先是将CK_PSC值赋给prescaler（PSC），然后是将CK_CNT的值赋给CNT counter，最后由Auto-reload register（ARR）来控制Counter增加/ 下降，以及重启。这三个部分我们逐一来看；
第一部分是prescaler，中文意思是预分频器，为什么要有预分频器呢？
如果定时器采用内部时钟，一般都是很大，比如72MHz，对于Int计数上限就是65535，为什么是65535呢，因为STM32的定时器的分辨率是16位，所谓分辨率就是定时器计数可以用多少bit来表示，16位能够表示的上限，即2^16=65535，如果所以如果溢出（达到65535），只需要0.9ms。计算过程如下：
72MHz=>T = 1/72(us，微妙) <=> 1/72000(ms，毫秒）；
所以65535计数所需要的时间：t = 65535 / 72000 ≈ 0.9ms；
所以这个定时器溢出时间在很多场景下是不适用的，如果我想要定时时间为1s咋个办？所以需要降频，于是需要分频，这里需要指定分频系数，来进行分频，是指达到目标量级，比如我通过72分频，将时钟频率降为1MHz，这样每个周期就是1us，于是1000次计数就可以达到1ms；10000次就可以达到1s；
可以看到，通过预分频器，可以通过调整度量时间长短，达到方便的控制定时时长，这个就是预分频器的价值。
第二部分是CNT Counter，这个就是计数器寄存器，其实最重要的还是第三部分auto-reload register（ARR）；ARR作为计算代表每个周期翻转的次数，我们用T代表翻转一次所需要的时间；样溢出时间t的公式：
t = 翻转次数*每次翻转的时间；
如果ARR代表翻转的序号，从0开始，那么ARR+1代表翻转次数，f代表时钟频率，于是有：
t =（ARR+1）/ (1/f)
再考虑引入分频 倍数PSC，也是0开始；其实相当于降低频率，即f_psc = f / (PSC+1)，于是有：
t = (ARR + 1) / (1 / f_psc) = (ARR+1) / (1 / f / (PSC+1))；
t = (ARR + 1) * (PSC+1) / f
比如我现在想要控制时间是1us（微秒），即10^(-6)，假设当前系统频率是36MHz，分频系数PSC=1，即：
10^(-6) = （ARR+1）/ (1 / 36*10^6/2) => ARR = 17
即时钟翻转18次完成一个1us计时；
我们再回到代码中：
tim2.TIM_Period = 1999;
tim2.TIM_Prescaler = 3499;
TIM_Period就是上面提到的ARR，Prescaler即分频器，分频倍数是3500；假设时钟是72MHz，通过上面的公式可以获得t约等于0.1s。
时钟分频系数
之类clockdivision是采样时钟倍频系数，如果系统时钟频率很快，但是我们可能只是需要每两个，或者每四个周期进行一次采样（这里描述的输入捕获），这里可以设置一下分频系数；详细的内容我们将会在输入捕获小节中进行讲解，这里只要知道描述的采样间隔即可，用于减少中断次数。
tim2.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
定时器配置生效
TIM_TimeBaseInit函数将上面配置定时器的参数写入到相应的寄存器里面：
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &tim2);
使能定时器计数器
TIM_Cmd这是使用定时器的计数器：
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
这个函数的名称还是具有一定的迷惑性，直译是定时器使能（在STM32里面Cmd一般代表使能之意），但是，我们跟踪到TIM_Cmd的内部实现，根据注释可以看到，这个函数主要是通过配置CR1寄存器来实现使能指定定时器的计数器：
void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_TIM_ALL_PERIPH(TIMx));
assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));
if (NewState != DISABLE)
{
/* Enable the TIM Counter */
TIMx->CR1 |= TIM_CR1_CEN;
}
else
{
/* Disable the TIM Counter */
TIMx->CR1 &= (uint16_t)(~((uint16_t)TIM_CR1_CEN));
}
}
使能中断响应
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
这里主要是配置了定时器要响应哪种中断源，中断源也是有很多种的，这里配置的是TIM_IT_Update，下面我们看一下中断源：
"stm32f10x_tim.h"
/** @defgroup TIM_interrupt_sources
* @{
*/
#define TIM_IT_Update ((uint16_t)0x0001)
#define TIM_IT_CC1 ((uint16_t)0x0002)
#define TIM_IT_CC2 ((uint16_t)0x0004)
#define TIM_IT_CC3 ((uint16_t)0x0008)
#define TIM_IT_CC4 ((uint16_t)0x0010)
#define TIM_IT_COM ((uint16_t)0x0020)
#define TIM_IT_Trigger ((uint16_t)0x0040)
#define TIM_IT_Break ((uint16_t)0x0080)
下面的是TIM_ITConfig的函数注释，对于每种中断源有介绍：
"stm32f10x_tim.c"
/**
... ...
* @param TIM_IT: specifies the TIM interrupts sources to be enabled or disabled.
* This parameter can be any combination of the following values:
* @arg TIM_IT_Update: TIM update Interrupt source
* @arg TIM_IT_CC1: TIM Capture Compare 1 Interrupt source
* @arg TIM_IT_CC2: TIM Capture Compare 2 Interrupt source
* @arg TIM_IT_CC3: TIM Capture Compare 3 Interrupt source
* @arg TIM_IT_CC4: TIM Capture Compare 4 Interrupt source
* @arg TIM_IT_COM: TIM Commutation Interrupt source
* @arg TIM_IT_Trigger: TIM Trigger Interrupt source
* @arg TIM_IT_Break: TIM Break Interrupt source
... ...
*/
void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState)
第一种是TIM_IT_Update，也就是我们本次实验使用到的中断源，它代表响应定时器的计数器的初始化（通过软件，或者内部/ 外部触发），上溢/ 下溢，即定时器计数达到峰值之后将会触发中断；
第二种则是输出捕获（Capture）以及输入比较（Compare）触发中断你，后面的实验中将会有介绍；
第三种是触发事件，即“触发”计数后的中断响应，能够触发“计数”的场景包括计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数；
第四种则是定时器中止事件的中断响应；
TIM2的NVIC配置
void tim2_nvic_init(void)
{
NVIC_InitTypeDef tim2_nvic;
tim2_nvic.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
tim2_nvic.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
tim2_nvic.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
tim2_nvic.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_Init(&tim2_nvic);
}
TIM2的NVIC大部分都是上一个小节介绍的内容，这里就不再多做介绍。