STM32通用定时器基本定时功能与PWM

/1．

STM３2的Ｔｉmer简介STM３2中一共有１1个定时器，其中2个高级控制定时器,4个普通定时器和2个基本定时器，以及2个看门狗定时器和1个系统嘀嗒定时器.其中系统嘀嗒定时器是前文中所描述的SysTiｃk,看门狗定时器以后再详细研究。今天主要是研究剩下的8个定时器。定时器计数器分辨率计数器类型预分频系数产生DMA请求捕获/比较通道互补输出TIM1TIM816位向上，向下，向上／向下1—6５５３6之间的任意数可以4有TIM2TＩＭ3TIM4TIM５16位向上，向下,向上/向下1-6553６之间的任意数可以4没有TIM６ＴIＭ7１6位向上１-65536之间的任意数可以0没有其中TIM1和TIＭ８是能够产生3对ＰＷM互补输出的高级登时其，常用于三相电机的驱动，时钟由ＡPB2的输出产生。TＩM2—TIM5是普通定时器，ＴIＭ6和TＩM７是基本定时器,其时钟由APB1输出产生。由于STM3２的TIMＥR功能太复杂了，所以只能一点一点的学习。因此今天就从最简单的开始学习起,也就是TIM2-ＴＩM5普通定时器的定时功能.

2．

普通定时器TIM2-TIM52.1

时钟来源计数器时钟可以由下列时钟源提供:·内部时钟(CK＿IＮT)·外部时钟模式1:外部输入脚(ＴIx）·外部时钟模式2:外部触发输入(ETR)

·内部触发输入（ＩTRx）:使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器,如可以配置一个定时器Ｔimer1而作为另一个定时器Tiｍer2的预分频器。

由于今天的学习是最基本的定时功能，所以采用内部时钟。ＴＩM2—TIＭ5的时钟不是直接来自于APＢ1，而是来自于输入为ＡＰB1的一个倍频器。这个倍频器的作用是：当ＡPB1的预分频系数为1时,这个倍频器不起作用，定时器的时钟频率等于ＡPB1的频率;当APB1的预分频系数为其他数值时（即预分频系数为2、4、8或16），这个倍频器起作用，定时器的时钟频率等于ＡPＢ1的频率的2倍。APB１的分频在STM３2_ＳYＳTICK的学习笔记中有详细描述.通过倍频器给定时器时钟的好处是:AＰB１不但要给TIM2-TIM５提供时钟，还要为其他的外设提供时钟；设置这个倍频器可以保证在其他外设使用较低时钟频率时，TIＭ2—ＴＩM5仍然可以得到较高的时钟频率。2．2

计数器模式TIＭ2—ＴIM5可以由向上计数、向下计数、向上向下双向计数.向上计数模式中，计数器从0计数到自动加载值(ＴIMx_AＲR计数器内容)，然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件.在向下模式中,计数器从自动装入的值（TIMｘ_AＲＲ)开始向下计数到0,然后从自动装入的值重新开始，并产生一个计数器向下溢出事件.而中央对齐模式(向上／向下计数)是计数器从０开始计数到自动装入的值－1，产生一个计数器溢出事件，然后向下计数到１并且产生一个计数器溢出事件;然后再从0开始重新计数。2．3

编程步骤１．

配置系统时钟;2.

配置NVIC；3。

配置ＧPＩＯ；4。

配置TIMＥR；其中，前3项在前面的笔记中已经给出，在此就不再赘述了。第４项配置TIMＥＲ有如下配置:（1）

利用TＩM＿DｅIｎｉt（）函数将Timeｒ设置为默认缺省值;（２）

TIM_InternalClｏckConｆig（)选择TIMx来设置内部时钟源；（3）

TIM_Perscａlｅr来设置预分频系数;（４）

TIM_ClockDivision来设置时钟分割；（５)

ＴIM_CｏuｎｔｅrＭｏde来设置计数器模式;（6）

TIＭ_Perｉoｄ来设置自动装入的值(7)

ＴIM_ARＲPerloadＣonｆig（）来设置是否使用预装载缓冲器(8）

TＩM_ITConｆｉg（）来开启TIMx的中断其中（3）-(6）步骤中的参数由ＴＩM＿TｉmerBaseIｎiｔTypｅＤeｆ结构体给出。步骤(３）中的预分频系数用来确定TIＭx所使用的时钟频率,具体计算方法为：CＫ_IＮT/（TIM_Persｃalｅｒ+1)。CK_INT是内部时钟源的频率，是根据2.1中所描述的ＡPB1的倍频器送出的时钟,TIＭ＿Perscａler是用户设定的预分频系数，其值范围是从0–６5535。步骤（４)中的时钟分割定义的是在定时器时钟频率(ＣＫ＿INT）与数字滤波器(ETＲ,TIx)使用的采样频率之间的分频比例.TIM_ClockDｉvisｉon的参数如下表：TIM_ＣlockDｉvisiｏn描述二进制值TIＭ_CＫD_DＩV１tDＴS=Ｔcｋ_tiｍ0x00ＴIM_ＣKＤ_DＩV２tDＴS=２＊Ｔcｋ_ｔim0ｘ0１TIM_CKD_DＩV４tＤTS=4＊Tｃk_tim0x10数字滤波器(ETR,ＴIx）是为了将ETR进来的分频后的信号滤波,保证通过信号频率不超过某个限定。步骤（7）中需要禁止使用预装载缓冲器。当预装载缓冲器被禁止时，写入自动装入的值(TIＭx_ARR）的数值会直接传送到对应的影子寄存器；如果使能预加载寄存器，则写入ＡRR的数值会在更新事件时,才会从预加载寄存器传送到对应的影子寄存器。ARM中，有的逻辑寄存器在物理上对应2个寄存器，一个是程序员可以写入或读出的寄存器，称为ｐreloadｒegister(预装载寄存器），另一个是程序员看不见的、但在操作中真正起作用的寄存器，称为shadowｒegisteｒ（影子寄存器)；设计ｐrelｏaｄrｅｇisｔer和ｓhaｄoｗregｉstｅｒ的好处是，所有真正需要起作用的寄存器(shadowreｇister)可以在同一个时间（发生更新事件时）被更新为所对应的prelｏadrｅｇiｓter的内容，这样可以保证多个通道的操作能够准确地同步。如果没有ｓhadowｒegｉｓtｅr，或者preloadｒｅｇistｅr和sｈadowregiｓter是直通的,即软件更新prelｏadreｇistｅr时，同时更新了shａdｏwrｅgｉｓteｒ，因为软件不可能在一个相同的时刻同时更新多个寄存器,结果造成多个通道的时序不能同步，如果再加上其它因素(例如中断），多个通道的时序关系有可能是不可预知的。

3。

程序源代码本例实现的是通过TＩＭ2的定时功能，使得LED灯按照1ｓ的时间间隔来闪烁

＃iｎcludｅ"stm３２f10x_liｂ．h＂

vｏidRCC_cfg（）；voidTIMER_cfｇ（)；voidNVIＣ_cfg（）；vｏidGPIO_ｃfg（）；

intmaｉn（）｛

RCC＿cfg(）；

ＮＶIＣ_cfg()；

GＰＩO_ｃfｇ(）；

TIMER＿cfg(）;

/／开启定时器2

TIM_Ｃmｄ（TＩＭ2，ENAＢＬE）;

ｗhｉle（１)；}

vｏidRCC＿cfg（）｛

／/定义错误状态变量

ErrorStａtuｓＨSＥStarｔＵpStaｔus;

//将RCＣ寄存器重新设置为默认值

ＲＣＣ_ＤeＩniｔ（）；

//打开外部高速时钟晶振

ＲCC＿HSEConfig（RＣC_HSE＿ON);

／／等待外部高速时钟晶振工作

ＨSEStaｒｔUpＳtatus=RCC_WaｉtForHSEStａrtＵｐ()；

iｆ（HSＥStartＵpＳtａｔus=＝SUCＣEＳS）

{

//设置ＡHB时钟（HCLK)为系统时钟

ＲCC_ＨＣLKＣｏnｆｉg(RＣC_ＳＹSCLK_Dｉv１);

//设置高速AHB时钟(APB２)为HCLK时钟

RCC＿PCLK2Ｃoｎfig(ＲCC＿ＨＣLK_Div１）;

/／设置低速AHＢ时钟(APB１)为HCLＫ的２分频

RＣC_PCLK1Config(ＲＣＣ＿HCＬＫ_Diｖ2)；

/／设置FLＡSH代码延时

FＬAＳH＿SｅtＬatency（ＦＬASH_Lａtｅncy_2);

/／使能预取指缓存

FLASＨ_PrefetcｈＢuｆｆerＣmd（FＬASＨ_PrｅfｅtchＢｕffer＿Enaｂle);

//设置PＬL时钟,为ＨSE的9倍频

８MＨz＊9=７2ＭHz

RCC＿PLＬConfｉg（ＲCＣ_PLLSｏｕｒｃｅ_HＳE＿Div１，RＣC_PLLMul_9);

//使能PLＬ

RCＣ＿PLLCmd（ENABLE）;

//等待ＰLL准备就绪

ｗｈile（RCC＿ＧetＦlagStatｕs（RCC＿FLＡG_PLLRＤY)＝=ＲEＳEＴ)；

//设置PLL为系统时钟源

RCＣ_ＳYSCLＫCoｎｆｉg（RCC_ＳYSＣＬKSource_PLLCＬK）;

//判断PＬL是否是系统时钟

while（RCＣ_GetＳYSCLKSｏuｒce（）！=0x08）;

｝

／/允许ＴIM2的时钟

RCC_APB１PeriphCloｃkCmd（RCC_APB1Periph_ＴIＭ2,ENAＢLE）;

／／允许GPＩO的时钟

RCC_APＢ２PeｒipｈCｌｏcｋCmd（RCC_APB2Periph_GPIOB,ＥNＡBLE)；

｝

voidTＩMER＿cfg（){

ＴIM_ＴimeBａｓeＩnitＴｙｐeDefTＩM_TimｅBaseＳtructure；

//重新将Timer设置为缺省值

ＴＩＭ_DｅInｉｔ(TＩM2);

/／采用内部时钟给ＴIＭ2提供时钟源

TIM＿IntｅrnalClｏｃkCoｎfｉｇ（ＴＩM2);

/／预分频系数为３６000－１,这样计数器时钟为7２MＨz／36０00=2kＨz

ＴIM_TiｍeBaseＳtrｕcture.TIM_Prｅｓｃaler＝3６000-1；

//设置时钟分割

ＴＩM＿TimeBａseSｔrucｔure．TIM_ClockＤiｖiｓｉｏn=TIM_ＣKD_DIＶ1;

／/设置计数器模式为向上计数模式

ＴIＭ_TimｅBaseStruｃture。TIM_CounｔｅｒMode=TIＭ_CountｅrModｅ_Up；

//设置计数溢出大小,每计２0０0个数就产生一个更新事件

TIM＿TｉmｅBａseSｔructｕre.TIM_Ｐeriｏd=2000－1;

/／将配置应用到ＴIＭ２中

TIM＿TimeBａseIniｔ（TＩM2,＆TＩM_ＴimｅBaｓeＳtrucｔｕre）;

／／清除溢出中断标志

TIM_ＣlearＦｌaｇ（ＴIM２，TIＭ＿ＦＬＡG_Upｄatｅ）；

//禁止AＲＲ预装载缓冲器

TIM_ARRPｒeloadＣonfig(ＴIM2,DISABＬE);

//开启TIM２的中断

ＴIM_ITCｏｎfig（TIM2,TIM＿IＴ_Update，EＮAＢLＥ）；｝

vｏiｄNＶIC＿cfg(）{

NVIＣ_InｉtＴyｐeDefNＶIC_InitStructure；

／/选择中断分组１

ＮVＩC＿PriorityＧroupCｏｎfig（ＮＶIC_PｒｉoritｙGｒｏuｐ_1)；

//选择ＴIM２的中断通道

ＮVIC_InitＳｔruｃture.ＮVIＣ_IＲQＣhａnnel=TIＭ2_IRQCｈaｎｎeｌ；

//抢占式中断优先级设置为0

ＮVIC＿ＩｎitStruｃture。NVIC_IＲQCｈannelＰrｅemptionPrioriｔy=0;

//响应式中断优先级设置为０

ＮVIC_InitStｒucｔurｅ.ＮVIC_ＩRＱChａｎnelＳｕｂＰｒioritｙ=０;

//使能中断

NVIC_InitStrucｔuｒe．NVIC_IRQＣhａｎnelＣmd=ENＡBLE;

ＮVIＣ＿Init（&NVIC_ＩnitSｔrｕcｔure)；}

voｉｄGPIO＿cfg（）｛

GＰＩO_ＩnitＴｙpeＤefGPIO＿InitStrｕctｕｒe；

GPIO＿InｉtStｒｕｃtｕre.GPIO_Pｉn＝GPＩO_Pin＿5；

/／选择引脚5

ＧPIO＿IｎｉｔSｔrｕcturｅ。ＧＰIＯ_Spｅｅd＝ＧPIO_Spｅed_50ＭHz；／／输出频率最大50MＨz

GPIO_InitStructuｒe.GPIO_Moｄe=GPIO_Mｏｄe＿Out＿ＰP;//带上拉电阻输出

GＰIO_Inｉｔ（GPＩOB,＆GPＩＯ_InｉtStructurｅ）;｝在sｔｍ32ｆ10x_it。c中，我们找到函数TIＭ2_IRQHandｌeｒ（），并向其中添加代码voiｄTIM2＿IＲＱHａndlｅr（void){

u8ReａdValｕｅ;

//检测是否发生溢出更新事件

iｆ(TIM_GｅtITＳｔatuｓ(TＩM2,ＴＩM_IT_Uｐdate）！＝RＥSET）

｛

／/清除TIM2的中断待处理位

TIＭ_ＣleaｒＩTPeｎdｉnｇＢｉt（TIM２,TIM_FＬＡG_Ｕpｄate）;

／／将PB。5管脚输出数值写入RｅadValue

ReadValue=GPＩO＿RｅadOutputDataBit（GPIOＢ，ＧPIO＿Piｎ＿5）；

ｉf（ReａdValｕe=＝0）

｛

GPIO_SetBits(GPIOＢ，GPIＯ_Ｐiｎ_5)；

}

else

｛

GＰIO_ResｅtBｉts（GPＩOB，GPIO＿Pｉn_５);

}

｝

}STＭ32学习笔记（5）:通用定时器PＷM输出1．

ＴＩMER输出PWＭ基本概念

脉冲宽度调制(PＷM）,是英文“ＰulｓｅWidｔhMoｄulaｔion”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。简单一点，就是对脉冲宽度的控制。一般用来控制步进电机的速度等等.STＭ32的定时器除了ＴIM6和TIM7之外，其他的定时器都可以用来产生ＰWM输出，其中高级定时器TIM1和TIM8可以同时产生7路的PWＭ输出,而通用定时器也能同时产生4路的PWM输出。

1.1

PWＭ输出模式SＴM32的PWM输出有两种模式，模式1和模式2,由ＴIMx_CCMRx寄存器中的OCｘＭ位确定的(“1１0"为模式1，“１11”为模式2)。模式1和模式2的区别如下：１１0：PＷM模式１－在向上计数时，一旦TIＭx_ＣＮＴ<ＴIMｘ_CCR１时通道1为有效电平，否则为无效电平;在向下计数时，一旦TIMx_CNＴ〉ＴIMｘ＿CＣR1时通道1为无效电平（OC1ＲEF=0），否则为有效电平（OＣ1REF=1）。１11:PＷＭ模式2—在向上计数时,一旦TIＭx＿CNT〈TＩＭx_ＣCＲ1时通道１为无效电平，否则为有效电平;在向下计数时，一旦TＩMx_CNT＞TＩMx_CＣR1时通道1为有效电平，否则为无效电平。由此看来，模式１和模式2正好互补，互为相反,所以在运用起来差别也并不太大。而从计数模式上来看，ＰWM也和TＩMｘ在作定时器时一样,也有向上计数模式、向下计数模式和中心对齐模式,关于3种模式的具体资料,可以查看《STM32参考手册》的“14.３.９PWM模式”一节,在此就不详细赘述了。

1.2

PWM输出管脚ＰWM的输出管脚是确定好的，具体的引脚功能可以查看《SＴM３２参考手册》的“8.3.7定时器复用功能重映射”一节。在此需要强调的是,不同的ＴIMｘ有分配不同的引脚,但是考虑到管脚复用功能,STM３2提出了一个重映像的概念,就是说通过设置某一些相关的寄存器，来使得在其他非原始指定的管脚上也能输出PWＭ。但是这些重映像的管脚也是由参考手册给出的.比如说TIM3的第２个通道，在没有重映像的时候,指定的管脚是PＡ.7，如果设置部分重映像之后,TIM3_CH2的输出就被映射到PB.5上了,如果设置了完全重映像的话，TIＭ3_ＣＨ2的输出就被映射到PC。７上了。

1.3

ＰWM输出信号PＷM输出的是一个方波信号,信号的频率是由TIMx的时钟频率和TＩMx_ＡRＲ预分频器所决定的，具体设置方法在前面一个学习笔记中有详细的交代。而输出信号的占空比则是由ＴIMｘ_CRRｘ寄存器确定的。其公式为“占空比＝(ＴIMｘ_ＣRRx/TＩMx_ARR)*１00％”，因此，可以通过向ＣＲR中填入适当的数来输出自己所需的频率和占空比的方波信号。

2。

TＩMEＲ输出PWM实现步骤１。

设置RＣＣ时钟;2。

设置GＰIO时钟;3．

设置TIＭx定时器的相关寄存器；4.

设置TIMx定时器的PＷＭ相关寄存器.

第1步设置ＲCC时钟已经在前文中给出了详细的代码，在此就不再多说了。需要注意的是通用定时器ＴIMx是由AＰB1提供时钟,而GＰＩO则是由ＡPＢ2提供时钟。注意，如果需要对ＰWＭ的输出进行重映像的话，还需要开启引脚复用时钟AFIO.第2步设置GPＩO时钟时,GPIO模式应该设置为复用推挽输出GPIO_Mｏde_AF＿PP，如果需要引脚重映像的话，则需要用ＧPＩＯ＿PiｎReｍapCｏnfig（)函数进行设置.第3步设置TIMｘ定时器的相关寄存器时,和前一篇学习笔记一样,设置好相关的TIMx的时钟和技术模式等等。具体设置参看“TIMER基本定时功能”的学习笔记。第4步设置PＷＭ相关寄存器，首先要设置PＷＭ模式（默认情况下PWＭ是冻结的）,然后设置占空比（根据前面所述公式进行计算),再设置输出比较极性：当设置为Ｈigh时，输出信号不反相，当设置为Low时，输出信号反相之后再输出。最重要是是要使能TIMx的输出状态和使能ＴＩMｘ的ＰWＭ输出使能。相关设置完成之后，就可以通过ＴIＭ_Cmd（)来打开TIMx定时器,从而得到ＰＷM输出了。

3。

TIMER输出PWＭ源代码由于我现在手上的奋斗开发板是将ＰB。5接到LED上,因此需要使用ＴＩＭ3的CH2通道，并且要进行引脚重映像.打开TIM３之后,PWM输出，使得LED点亮,通过改变PWM_ｃfg（）中的占空比可以调节LED的亮度。

＃inclｕde"stm３2f10x＿liｂ。h"

voidRCC_cfg（)；vｏidGPIO＿cfg（)；voｉdTＩMER＿cfg（）;ｖoiｄPWＭ_cfｇ（）;//占空比，取值范围为０—100ｉｎtduｔyfacｔｏr=50;

intmaｉn(）｛ﻩintTemp; RCC＿cfｇ（）;ﻩＧPIO＿cfg（）; TIMER_ｃfg(）; PＷＭ_ｃfｇ（)；

ﻩ//使能TIM3计时器，开始输出PWＭﻩTIM_Cｍd(ＴIＭ3，ＥＮABLE）；

ﻩｗhilｅ（1);}

ｖoidRCＣ_cfg(）{ﻩ/／定义错误状态变量ﻩErrorStatｕsＨSEStａｒtUpStatuｓ; //将RCＣ寄存器重新设置为默认值 RCC_ＤeＩnit（）；

ﻩ//打开外部高速时钟晶振 RCC_HＳEConfig(ＲＣC_HSE_ON）；

ﻩ／/等待外部高速时钟晶振工作 HSＥStarｔUpStatus=RＣＣ_ＷaitForＨSESｔaｒｔUp(）； if（HSEStartＵｐStatuｓ=＝ＳUCＣESS）ﻩ｛ﻩﻩ/／设置ＡHB时钟（ＨCＬK）为系统时钟 ﻩRＣＣ＿HCLKConfig(RCC_SＹSCLK_Div1）;

ﻩ /／设置高速ＡHB时钟（APB2）为HCLK时钟 RCＣ_PCＬK２Confiｇ（RCＣ＿HＣLK＿Ｄiv1）;

ﻩﻩ//设置低速AHB时钟(AＰＢ１）为HCLK的2分频 ＲCC＿PCLＫ1Ｃonfig（RCC＿HＣLＫ_Div2）;ﻩ ﻩ/／设置FLASH代码延时ﻩ FＬＡＳH_SeｔLａteｎcy（FLASH_Lａtency_２）；

ﻩ //使能预取指缓存 ﻩFLASH_PrｅfｅtｃhBuｆｆｅrCmd(FLASＨ＿PreｆetchBuｆｆer_Enable);

ﻩ／／设置ＰLL时钟,为ＨSE的9倍频8MHz*9=7２ＭHz ﻩRCC_ＰLＬＣｏｎfｉg(RCＣ＿ＰＬLSource_HSＥ_Div１，ＲCC_PＬLMｕl_9）；

//使能PLＬﻩ RＣC_PＬLCｍd(ENABLE)；

ﻩﻩ//等待PＬL准备就绪ﻩ while（ＲＣC_GetFlagStatus（RＣC_FＬAＧ_PLLRDY)=＝ＲESET）；

ﻩ /／设置PLL为系统时钟源ﻩ RCＣ_SYＳCＬＫＣｏnfig（RCC_SYSＣＬKＳourｃe＿ＰＬＬCLK)；

//判断PＬＬ是否是系统时钟 ﻩwｈilｅ（RＣC_GetＳYSＣLKSｏｕrce（）！=0x08);ﻩ}

//开启TIM３的时钟 RCC＿ＡＰB1PeｒｉpｈClockＣｍd(ＲCC_AＰＢ１Peｒipｈ_TIM3,EＮＡＢLE）； ／/开启ＧＰＩＯB的时钟和复用功能ﻩRＣC_APB2PerｉpｈClockCmd（RＣＣ＿APB2Periph_GPIＯB|RCC_APB2Perｉph_ＡFIＯ，EＮＡBLＥ)；

｝

vｏｉdGPIO_cｆg()｛ﻩGPIＯ_ＩnitTypeDｅfGPIO_InitStruｃtｕｒｅ;

//部分映射，将ＴIM3_CH2映射到PB5// ＧＰIO_PｉｎＲemaｐＣonｆiｇ（GPIＯ_ＦullＲemａｐ_ＴIM３，ENABＬＥ）;ﻩGPIＯ_ＰinＲeｍapCｏnfig(GPＩO_PartialＲｅmap＿ＴＩM３，EＮＡBLE)；

ﻩ//选择引脚５ﻩGＰIＯ_InｉｔStrｕcｔuｒｅ．GPIＯ_Pin=GPＩO＿Piｎ＿５；ﻩ//输出频率最大５0MHz ﻩ ﻩﻩ ﻩＧPIＯ_IｎｉｔStrｕｃｔｕre.GPＩO＿Speed＝GＰIO_Sｐeeｄ＿50MＨz; //复用推挽输出 ﻩ ﻩﻩ ﻩGＰIＯ_InitＳtructｕｒｅ.GPIO_Mode=GPＩＯ_Mode＿AＦ_PＰ；ﻩ