一、定時(shí)器分類(lèi)

STM32F1 系列中，除了互聯(lián)型的產(chǎn)品，共有 8 個(gè)定時(shí)器，分為基本定時(shí)器，通用定時(shí)器和高級(jí)定時(shí)器?；径〞r(shí)器 TIM6 和 TIM7 是一個(gè) 16 位的只能向上計(jì)數(shù)的定時(shí)器，只能定時(shí)，沒(méi)有外部 IO。通用定時(shí)器 TIM2/3/4/5 是一個(gè) 16 位的可以向上/下計(jì)數(shù)的定時(shí)器，可以定時(shí)，可以輸出比較，可以輸入捕捉，每個(gè)定時(shí)器有四個(gè)外部 IO。高級(jí)定時(shí)器 TIM1/8是一個(gè) 16 位的可以向上/下計(jì)數(shù)的定時(shí)器，可以定時(shí)，可以輸出比較，可以輸入捕捉，還可以有三相電機(jī)互補(bǔ)輸出信號(hào)，每個(gè)定時(shí)器有 8 個(gè)外部 IO。

基本定時(shí)器的核心是時(shí)基，通用計(jì)時(shí)器和高級(jí)定時(shí)器也有。

1、時(shí)鐘源

定時(shí)器時(shí)鐘TIMxCLK，即內(nèi)部時(shí)鐘CK_INT，經(jīng)APB1預(yù)分頻器后分頻提供，如果APB1 預(yù)分頻系數(shù)等于 1，則頻率不變，否則頻率乘以 2，庫(kù)函數(shù)中 APB1 預(yù)分頻的系數(shù)是 2，即 PCLK1=36M，所以定時(shí)器時(shí)鐘 TIMxCLK=36*2=72M 。

2、計(jì)數(shù)器時(shí)鐘

定時(shí)器時(shí)鐘經(jīng)過(guò) PSC 預(yù)分頻器之后，即 CK_CNT，用來(lái)驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。PSC 是一個(gè)16 位的預(yù)分頻器，可以對(duì)定時(shí)器時(shí)鐘 TIMxCLK 進(jìn)行 1~65536 之間的任何一個(gè)數(shù)進(jìn)行分頻。

具體計(jì)算方式為：CK_CNT=TIMxCLK/（PSC+1）。

3.計(jì)數(shù)器

計(jì)數(shù)器 CNT 是一個(gè) 16 位的計(jì)數(shù)器，只能往上計(jì)數(shù)，最大計(jì)數(shù)值為 65535。當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到自動(dòng)重裝載寄存器的時(shí)候產(chǎn)生更新事件，并清零從頭開(kāi)始計(jì)數(shù)。

4、自動(dòng)重裝載寄存器

自動(dòng)重裝載寄存器 ARR 是一個(gè) 16 位的寄存器，這里面裝著計(jì)數(shù)器能計(jì)數(shù)的最大數(shù)值。當(dāng)計(jì)數(shù)到這個(gè)值的時(shí)候，如果使能了中斷的話，定時(shí)器就產(chǎn)生溢出中斷。

5. 定時(shí)時(shí)間的計(jì)算

定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間等于計(jì)數(shù)器的中斷周期乘以中斷的次數(shù)。計(jì)數(shù)器在 CK_CNT 的驅(qū)動(dòng)下，計(jì)一個(gè)數(shù)的時(shí)間則是 CK_CLK 的倒數(shù)，等于：1/（TIMxCLK/（PSC+1）），產(chǎn)生一次中斷的時(shí)間則等于：1/（CK_CLK * ARR）。如果在中斷服務(wù)程序里面設(shè)置一個(gè)變量 time，用來(lái)記錄中斷的次數(shù)，那么就可以計(jì)算出我們需要的定時(shí)時(shí)間等于： 1/CK_CLK *（ARR+1）*time。

1.定義

設(shè)置等待時(shí)間，到達(dá)等待時(shí)間之后執(zhí)行指定的硬件操作。

定時(shí)器最基本的功能就是定時(shí)，比如說(shuō)定時(shí)發(fā)送串口數(shù)據(jù)，定時(shí)采集AD數(shù)據(jù)，也可以產(chǎn)生PWM方波等，定時(shí)器產(chǎn)生PWM控制電機(jī)狀態(tài)是工業(yè)控制的普通。

2、STM32F4xx系列的芯片：2個(gè)高級(jí)控制定時(shí)器（TIM1和TIM8）、10個(gè)通用定時(shí)器（10TIM2-TIM5，TIM9-TIM14）、2個(gè)基本定時(shí)器（TIM6和TIM7）、2個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器

具體可參考中文參考手冊(cè)了解其特性及原理

3、定時(shí)器計(jì)數(shù)模式：

通用定時(shí)器可以向上計(jì)數(shù)、向下計(jì)數(shù)、向上向下雙向計(jì)數(shù)模式。

①向上計(jì)數(shù)模式：計(jì)數(shù)器從0計(jì)數(shù)到自動(dòng)加載值（TIMx_ARR），然后重新從0開(kāi)始計(jì)數(shù)并且產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器溢出事件。

②向下計(jì)數(shù)模式：計(jì)數(shù)器從自動(dòng)裝入的值（TIMx_ARR）開(kāi)始向下計(jì)數(shù)到0，然后從自動(dòng)裝入的值重新開(kāi)始，并產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器向下溢出事件。

③中央對(duì)齊模式（向上/向下計(jì)數(shù)）：計(jì)數(shù)器從0開(kāi)始計(jì)數(shù)到自動(dòng)裝入的值-1，產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器溢出事件，然后向下計(jì)數(shù)到1并且產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器溢出事件；然后再?gòu)?開(kāi)始重新計(jì)數(shù)。

如圖：

4、通用定時(shí)器工作原理：

● 計(jì)數(shù)器寄存器 （TIMx_CNT）

● 預(yù)分頻器寄存器 （TIMx_PSC）

● 自動(dòng)重載寄存器 （TIMx_ARR）

假如是向上增長(zhǎng)模式，計(jì)數(shù)器（CNT）從0加到自動(dòng)重載值（ARR），預(yù)分頻器（PSC）減一次。

時(shí)間計(jì)算方式：

假設(shè)頻率為：42M*2 == 84M == 84000000 == 1s //42根據(jù)定時(shí)器時(shí)鐘數(shù)可知 并且一般都是*2

定時(shí)器定時(shí)1s產(chǎn)生中斷：

ARR = 84000; // 1ms

PSC = 1000; // 1000*1ms == 1s

如圖：可知基本定時(shí)器的時(shí)鐘是42M，那么對(duì)應(yīng)*2就是84M=84000000=1S（ARR*PSC）

高級(jí)的既是84*2=96M=96000000=1S

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5、定時(shí)器中斷實(shí)現(xiàn)步驟

//5.1、能定時(shí)器時(shí)鐘。

RCC_APB1PeriphClockCmd（）;

//5.2、初始化定時(shí)器，配置ARR，PSC。（申明結(jié)構(gòu)體）

TIM_TimeBaseInit（）;

typedef struct

{

uint16_t TIM_Prescaler;

uint16_t TIM_CounterMode;

uint16_t TIM_Period;

uint16_t TIM_ClockDivision;

uint8_t TIM_RepetitionCounter;

} TIM_TimeBaseInitTypeDef;

//5.3、啟定時(shí)器中斷，配置NVIC（申明結(jié)構(gòu)體）

NVIC_Init（）;

進(jìn)行NVIC中斷配置

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn; //定時(shí)器 3 中斷

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0x01; //搶占優(yōu)先級(jí) 1

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0x03; //響應(yīng)優(yōu)先級(jí) 3

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;

NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）;// ④初始化 NVIC

TIM_Cmd（TIM3，ENABLE）; //⑤使能定時(shí)器 3

//5.4、設(shè)置 TIM3_DIER 允許更新中斷

TIM_ITConfig（）;

//5.5、使能定時(shí)器。

TIM_Cmd（）;

//5.6、編寫(xiě)中斷服務(wù)函數(shù)。

TIMx_IRQHandler（）;

//定時(shí)器 3 中斷服務(wù)函數(shù)

void TIM3_IRQHandler（void）

{

if（TIM_GetITStatus（TIM3，TIM_IT_Update）==SET） //溢出中斷

{

/*處理的程序段*/

}

TIM_ClearITPendingBit（TIM3，TIM_IT_Update）; //清除中斷標(biāo)志位

}

TIM3_Int_Init（5000-1，8400-1）; //定時(shí)器時(shí)鐘84M，分頻系數(shù)8400，所以84M/8400=10Khz的計(jì)數(shù)頻率，計(jì)數(shù)5000次為500ms

void TIM3_Int_Init（u16 arr，u16 psc）

{

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM3，ENABLE）; ///使能TIM3時(shí)鐘

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr; //自動(dòng)重裝載值

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=psc; //定時(shí)器分頻

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上計(jì)數(shù)模式

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;

TIM_TimeBaseInit（TIM3，&TIM_TimeBaseInitStructure）;//初始化TIM3

TIM_ITConfig（TIM3，TIM_IT_Update，ENABLE）; //允許定時(shí)器3更新中斷

TIM_Cmd（TIM3，ENABLE）; //使能定時(shí)器3

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn; //定時(shí)器3中斷

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0x01; //搶占優(yōu)先級(jí)1

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0x03; //子優(yōu)先級(jí)3

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;

NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）;

}

//定時(shí)器3中斷服務(wù)函數(shù)

void TIM3_IRQHandler（void）

{

if（TIM_GetITStatus（TIM3，TIM_IT_Update）==SET） //溢出中斷

{

LED1=！LED1;//DS1翻轉(zhuǎn)

}

TIM_ClearITPendingBit（TIM3，TIM_IT_Update）; //清除中斷標(biāo)志位

}

定時(shí)器初始化結(jié)構(gòu)體詳解

在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)頭文件stm32f10x_tim.h中對(duì)定時(shí)器外設(shè)建立了四個(gè)初始化結(jié)構(gòu)體，基本定時(shí)器只用到其中一個(gè)即TIM_TimeBaseInitTypeDef，其他三個(gè)在高級(jí)定時(shí)器章節(jié)講解。

typedef struct {

uint16_t TIM_Prescaler; // 預(yù)分頻器

uint16_t TIM_CounterMode; // 計(jì)數(shù)模式

uint32_t TIM_Period; // 定時(shí)器周期

uint16_t TIM_ClockDivision; // 時(shí)鐘分頻

uint8_t TIM_RepetitionCounter; // 重復(fù)計(jì)算器

} TIM_TimeBaseInitTypeDef;1234567

（1） TIM_Prescaler：定時(shí)器預(yù)分頻器設(shè)置，時(shí)鐘源經(jīng)該預(yù)分頻器才是定時(shí)器時(shí)鐘，它設(shè)定TIMx_PSC 寄存器的值?？稍O(shè)置范圍為 0 至 65535，實(shí)現(xiàn) 1至 65536 分頻。

（2） TIM_CounterMode：定時(shí)器計(jì)數(shù)方式，可是在為向上計(jì)數(shù)、向下計(jì)數(shù)以及三種中心對(duì)齊模式?；径〞r(shí)器只能是向上計(jì)數(shù)，即 TIMx_CNT只能從 0開(kāi)始遞增，并且無(wú)需初始化。

（3） TIM_Period：定時(shí)器周期，實(shí)際就是設(shè)定自動(dòng)重載寄存器的值，在事件生成時(shí)更新到影子寄存器?？稍O(shè)置范圍為 0至 65535。

（4） TIM_ClockDivision：時(shí)鐘分頻，設(shè)置定時(shí)器時(shí)鐘 CK_INT 頻率與數(shù)字濾波器采樣時(shí)鐘頻率分頻比，基本定時(shí)器沒(méi)有此功能，不用設(shè)置。

（5） TIM_RepetitionCounter：重復(fù)計(jì)數(shù)器，屬于高級(jí)控制寄存器專(zhuān)用寄存器位，利用它可以非常容易控制輸出 PWM 的個(gè)數(shù)。這里不用設(shè)置。

雖然定時(shí)器基本初始化結(jié)構(gòu)體有 5 個(gè)成員，但對(duì)于基本定時(shí)器只需設(shè)置其中兩個(gè)就可以。