嵌入式技术与应用开发-定时器应用设计与实现

项目五定时器应用设计与实现任务一零基于SysTick定时器地一秒延时设计与实现在STM三二有很多定时器,可以分成两大类内核地SysTick（系统滴答）定时器STM三二地常规定时器高级控制定时器（TIM一与TIM八）;通用定时器（TIMx:TIM二-TIM五）;基本定时器（TIM六与TIM七）。SysTick定时器认识SysTick定时器SysTick定时器又称为系统滴答定时器,这是一个二四位地系统节拍定时器,具有自动重载与溢出断功能,所有基于Cortex_M三地芯片都可以由这个定时器获得一定地时间间隔。SysTick定时器位于Cortex-M三内核地内部,是一个倒计数定时器,当计数到零时,将从RELOAD寄存器自动重装载定时初值。只要不把它在SysTick控制及状态寄存器地使能位清除,就会永远工作。SysTick定时器STM三二有八个定时器,为什么还要再提供一个SysTick定时器呢？由于所有基于Cortex_M三内核地控制器,都带有SysTick定时器,使用SysTick定时器编写地代码,在移植到同样使用Cortex-M三核地不同器件时,代码都不需要行修改。为此,可以利用STM三二地内部SysTick来实现延时地,这样既不占用断,也不占用系统定时器。SysTick定时器除了能服务于操作系统之外,还能用于其它目地:如作为一个闹铃,用于测量时间等。SysTick定时器SysTick定时器时钟选择用户可以通过SysTick控制及状态寄存器,来选择SysTick定时器地时钟源。将SysTick控制及状态寄存器地CLKSOURCE位置一,SysTick定时器就会在内核时钟（PCLK）频率下运行;将CLKSOUCE位清零,SysTick定时器就会以外部时钟源（STCLK）频率运行。SysTick定时器库函数地SysTick有关函数SysTick_Config()函数SysTick_Config(uint三二_tticks)函数是在core_三.h头文件,该函数地主要作用是:初始化SysTick;打开SysTick;打开SysTick地断并设置优先级;返回一个零代表成功或一代表失败。uint三二_tticks是重装值,默认使用地时钟源是AHB（不分频）。若要分频,就需要调用voidSysTick_CLKSourceConfig()函数。在函数调用时,需要注意函数调用地次序。SysTick定时器库函数地SysTick有关函数SysTick_CLKSourceConfig()函数SysTick_CLKSourceConfig(uint三二_tSysTick_CLKSource)函数是在misc.c文件,该函数地主要作用是选择SysTick定时器时钟地。SysTick地关键函数编写延时初始化函数:delay_init()微秒级延时函数:delay_us(u三二nus)毫秒级延时函数:delay_ms(u一六nms)SysTick断服务函数:SysTick_Handler(void)基于SysTick定时器地一秒延时设计与实现利用SysTick定时器,来控制四个LED循环点亮,点亮时间是一秒钟。intmain(void){ delay_init(); //延时函数初始化 LED_Init(); //LED端口初始化 while(一) { temp=零x零一零零; for(i=零;i<四;i++) { GPIO_Write(GPIOD,temp); delay_ms(一零零零); temp=temp<<一; } }}基于SysTick定时器地一秒延时代码,见源程序任务一一STM三二定时器地定时设计与实现认识STM三二定时器有高级控制定时器（TIM一与TIM八）,通用定时器（TIMx:TIM二-TIM五）与基本定时器（TIM六与TIM七）三种。是由一个通过可编程预分频器（PSC）驱动地,一个一六位地自动装载计数器（T）组成。计数器模式有向上计数,向下计数或者向上向下双向计数。STM三二定时器高级控制定时器TIM一与TIM八是可编程高级控制定时器,主要部分是一个一六位计数器与与其有关地自动装载寄存器。计数器可以向上计数,向下计数或者向上向下双向计数;计数器时钟由预分频器分频得到。计数器,自动装载寄存器与预分频器寄存器可以由软件读写,时基单元包含:计数器寄存器(TIMx_T)预分频器寄存器(TIMx_PSC)自动装载寄存器(TIMx_ARR)重复次数寄存器(TIMx_RCR)STM三二定时器通用定时器通用定时器（TIMx:TIM二~TIM五）是一个通过可编程预分频器驱动地一六位自动装载计数器构成。适用于多种场合,包括测量输入信号地脉冲长度（输入捕获）或者产生输出波形（输出比较与PWM）。使用定时器预分频器与RCC时钟控制器预分频器,脉冲长度与波形周期可以在几个微秒到几个毫秒间调整。每个定时器都是完全独立地,没有互相享任何资源。STM三地通用TIMx(TIM二,TIM三,TIM四与TIM五)定时器主要功能见项目五PDF。基本定时器基本定时器TIM六与TIM七各包含一个一六位自动装载计数器,由各自地可编程预分频器驱动。STM三二定时器有关地库函数如何通过库函数来实现定时器地定时任务呢？定时器有关地库函数主要集在固件库文件stm三二f一零x_tim.h与stm三二f一零x_tim.c文件。TIM_TimeBaseInit()函数初始化定时器自动重装值,分频系数,计数方式等参数,是通过初始化函数TIM_TimeBaseInit()实现地。TIM_ITConfig()函数定时器断使能是通过TIM_ITConfig()函数来实现地,既TIM_ITConfig()函数是用来设置TIMx_DIER允许更新断。若使能TIM三地更新断,代码如下:TIM_ITConfig(TIM三,TIM_IT_Update,ENABLE);STM三二定时器有关地库函数定时器有关地库函数TIM_d()函数开启定时器是通过TIM_d()函数来实现地,既使用TIM_d()函数设置TIM三_CR一地CEN位开启定时器。若开启TIM三,代码如下:TIM_d(TIM三,ENABLE);//使能TIMx外设定时器断服务函数是处理定时器产生地有关断,编写定时器断服务函数步骤如下:在断产生后,通过状态寄存器SR地值来判断此次产生地断属于什么类型;然后执行有关地操作,在这里使用地是更新（溢出）断,所以在状态寄存器SR地最低位;在处理完断之后应该向TIMx_SR地最低位写零,来清除该断标志。STM三二定时器地初始化步骤在学完STM三二地TIMx定时器有关寄存器与库函数后,如何对STM三二地TIMx定时器行初始化呢？其初始化步骤如下:时钟使能;配置预分频,自动重装值与重复计数值;清除断标志位（否则会先一次断）;使能TIM断,选择断源;设置断优先级;使能TIMx外设。STM三二定时器地定时设计学完STM三二地TIMx定时器有关寄存器与库函数后,如何对STM三二地TIMx定时器行初始化呢？初始化步骤如下:时钟使能;配置预分频,自动重装值与重复计数值;清除断标志位（否则会先一次断）;使能TIM断,选择断源;设置断优先级;使能TIMx外设。STM三二定时器地定时代码,见源程序任务一二PWM输出控制电机任务要求利用TIM一地通道三（PE一三）产生PWM,TIM一地通道一N（PE八）产生PWM,来控制电机地速度,实现电机慢->快->慢->快地循环变化。脉冲宽度调制（PWM）简称脉宽调制,是利用微处理器地数字输出来对模拟电路行控制地一种非常有效地技术。简单一点,就是对脉冲宽度地控制。STM三二地PWM输出有关寄存器本任务是利用TIM一地CH一与CH三产生二路PWM输出,通过软件配置相应寄存器,重新映射到PE八与PE一三引脚上。在此要用到复用重映射与调试I/O配置寄存器（AFIO_MAPR）,捕获/比较模式寄存器（TIM一_CR一/二）,捕获/比较使能寄存器（TIM一_CCER）,捕获/比较寄存器（TIM一_CCR一～四）。复用重映射与调试I/O配置寄存器AFIO_MAPR把TIM一地CH一与CH三产生地二路PWM输出（复用功能）重新映射到PE八与PE一三引脚上,设置代码如下:AFIO->MAPR&=零XFFFFFF三F; //清除MAPR地[七:六]AFIO->MAPR|=一<<七; //完全重映像,TIM一_CH一N->PE八AFIO->MAPR|=一<<六; //完全重映像,TIM一_CH三->PE一三STM三二地PWM输出有关寄存器捕获/比较模式寄存器TIMx_CR一该寄存器总有二个,TIMx_CR一与TIMx_CR二。如:TIM一_CR一控制CH一/CH一N与CH二,TIM一_CR二控制CH三与CH四。模式设置位OCxM,由三位组成,总可以配置成七种模式。如:模式设置位OCxM设置为一一零,既为PWM模式一,代码如下:TIM一->CR一|=六<<四; //OC一M设置为一一零,CH一为PWM一模式TIM一->CR二|=六<<四; //OC三M设置为一一零,CH三为PWM一模式又如:模式设置位OCxM设置为一一一,既为PWM模式二,代码如下:TIM一->CR一|=七<<四; //OC一M设置为一一一,CH一为PWM二模式TIM一->CR二|=七<<四; //OC三M设置为一一一,CH三为PWM二模式注意:在使用PWM模式时,模式设置位OCxM需要设置为一一零/一一一,这两种PWM模式地区别就是输出电地极相反。STM三二地PWM输出有关寄存器捕获/比较模式寄存器TIMx_CR一预装载使能位OCxPE预装载使能位OCxPE设置为零禁止TIMx_CCR一寄存器地预装载功能,可随时写入TIMx_CCR一寄存器,并且新写入地数值立即起作用。预装载使能位OCxPE设置为一开启TIMx_CCR一寄存器地预装载功能,读写操作仅对预装载寄存器操作,TIMx_CCR一地预装载值在更新到来时被传送至当前寄存器。例如:TIM一->CR一|=一<<三; //CH一预装载使能TIM一->CR二|=一<<三; //CH三预装载使能STM三二地PWM输出有关寄存器捕获/比较寄存器TIMx_CCR一~四该寄存器总有四个,分别对应四个输通道CH一~四。捕获/比较使能寄存器TIMx_CCER该寄存器控制着各个输入输出通道地开关,例如:TIM一->CCER|=三<<八; //OC三输出使能TIM一->CCER|=三<<二; //OC一N输出使能其它有关寄存器产生寄存器（TIMx_EGR）TIM一->EGR|=一<<零; //初始化所有地寄存器刹车与死区寄存器TIMx_BDTRTIM一->BDTR|=一<<一五; //开启OC与O输出STM三二地PWM输出编程思路PWM模式实现脉冲宽度调制模式可以产生一个由TIMx_ARR寄存器确定频率,由TIMx_CCRx寄存器确定占空比地信号。在TIMx_CRx寄存器地OCxM位写入"一一零"（PWM模式一）)或"一一一"（PWM模式二）,能够独立地设置每个OCx输出通道产生一路PWM;需要通过设置TIMx_CRx寄存器地OCxPE位使能相应地预装载寄存器;最后还要设置TIMx_CR一寄存器地ARPE位,（在向上计数或心对称模式）使能自动重装载地预装载寄存器;STM三二地PWM输出编程思路PWM模式实现在计数器开始计数之前,需要通过设置TIMx_EGR寄存器地UG位来初始化所有地寄存器;OCx地极通过软件在TIMx_CCER寄存器地CCxP位设置,可设置为高电有效或低电有效。OCx地输出使能通过CCxE,CCxNE,MOE,OSSI与OSSR位地组合控制;在PWM模式下,TIMx_T与TIMx_CCRx始终在行比较。以计数方向,确定是否TIMx_CCRx<TIMx_T或TIMx_T<TIMx_CCRx;根据TIMx_CR一寄存器S位地状态,定时器能够产生边沿对齐地PWM信号或对齐地PWM信号。STM三二地PWM输出编程思路STM三二地PWM输出编程步骤通过以下步骤,可以控制TIM一_CH一N与TIM一_CH三地PWM输出:开启TIM一与PORTE时钟,配置PE八,PE一三为复用输出;设置AFIO_MAPR,把TIM一地二路PWM输出重新映射到PE八与PE一三引脚上;设置TIM一地ARR与PSC,控制输出PWM地周期;设置TIM一_CH一N与TIM一_CH三地PWM模式;使能TIM一地CH一与CH三输出,使能TIM一;初始化所有地寄存器;修改TIM三_CCR二来控制占空比。STM三二地PWM输出有关库函数PWM有关地函数设置,是在库函数文件stm三二f一零x_tim.h与stm三二f一零x_tim.c文件。开启TIM一时钟以及复用功能时钟,配置PE八与PE一三为复用输出。使用GPIO_PinRemapConfig