STM32單片機通用定時器的編程設計

一、STM32通用定時器原理

STM32系列的CPU，有多達8個定時器，其中TIM1和TIM8是能夠產(chǎn)生三對PWM互補輸出的高級定時器，常用于三相電機的驅(qū)動，它們的時鐘由APB2的輸出產(chǎn)生。其它6個為普通定時器，時鐘由APB1的輸出產(chǎn)生。

下圖是STM32參考手冊上時鐘分配圖中，有關(guān)定時器時鐘部分的截圖：

從圖中可以看出，定時器的時鐘不是直接來自APB1或APB2，而是來自于輸入為APB1或APB2的一個倍頻器，圖中的藍色部分。

下面以通用定時器2的時鐘說明這個倍頻器的作用：當APB1的預分頻系數(shù)為1時，這個倍頻器不起作用，定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率；當APB1的預分頻系數(shù)為其它數(shù)值（即預分頻系數(shù)為2、4、8或16）時，這個倍頻器起作用，定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率兩倍。

可能有同學還是有點不理解，OK，我們舉一個例子說明。假定AHB=36MHz，因為APB1允許的最大頻率為36MHz，所以APB1的預分頻系數(shù)可以取任意數(shù)值；

當預分頻系數(shù)=1時，APB1=36MHz，TIM2~7的時鐘頻率=36MHz（倍頻器不起作用）；

當預分頻系數(shù)=2時，APB1=18MHz，在倍頻器的作用下，TIM2~7的時鐘頻率=36MHz。

有人會問，既然需要TIM2~7的時鐘頻率=36MHz，為什么不直接取APB1的預分頻系數(shù)=1？答案是：APB1不但要為TIM2~7提供時鐘，而且還要為其它外設提供時鐘；設置這個倍頻器可以在保證其它外設使用較低時鐘頻率時。

Stm32外設用戶手冊，如圖：

再舉個例子：當AHB=72MHz時，APB1的預分頻系數(shù)必須大于2，因為APB1的最大頻率只能為36MHz。如果APB1的預分頻系數(shù)=2，則因為這個倍頻器，TIM2~7仍然能夠得到72MHz的時鐘頻率。能夠使用更高的時鐘頻率，無疑提高了定時器的分辨率，這也正是設計這個倍頻器的初衷。

二、STM32通用定時器編程

定時器編程，就是中斷的編程。因為使用定時器必定要使用到中斷。

步驟一：RCC_Configuration（）;//設置系統(tǒng)時鐘，包括時鐘RCC的配置，倍頻到72MHZ。

步驟二：GPIO的配置，使用函數(shù)為GPIO_cfg（）;，該函數(shù)的實現(xiàn)如下：

voidGPIO_cfg（）

{

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD，ENABLE）;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;//選擇引腳6

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//輸出頻率最大50MHz

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//帶上拉電阻輸出

GPIO_Init（GPIOC，&GPIO_InitStructure）;

}

實際上定時器的講解，不需要配置GPIO的引腳，只是我們在定時器實驗中，

使用每隔一秒點亮一次LED燈來做實驗，所以需要配置對應GPIO的引腳。

步驟三：嵌套中斷控制器的配置，我們照樣使用函數(shù)NVIC_Config（）;只是初始化的過程略有不同。這里我們也把函數(shù)實現(xiàn)列出來：

從以上函數(shù)實現(xiàn)來看，實際上只是改動了結(jié)構(gòu)體成員NVIC_IRQChannel的值，現(xiàn)在需要的通道是TIM2的通道，因此初始化值為TIM2_IRQChannel。從這里也可以看出，這個函數(shù)實際上可以看做一個模型，可以拿去別的程序中改動后直接使用。

voidNVIC_cfg（）

{

NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;

//選擇中斷分組1

NVIC_PriorityGroupConfig（NVIC_PriorityGroup_1）;

//選擇TIM2的中斷通道

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQChannel;

//搶占式中斷優(yōu)先級設置為0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;

//響應式中斷優(yōu)先級設置為0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;

//使能中斷

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;

NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）;

}

步驟四：定時器的初始化配置，使用Timer_Config（）;。OK，關(guān)鍵部分出來了。

我們來看下實現(xiàn)過程：

TIMER_cfg（）;//定時器的配置

//開啟定時器2

TIM_Cmd（TIM2，ENABLE）;

voidTimer_Config（void）

{

RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM2，ENABLE）;

TIM_DeInit（TIM2）;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=2000-1;//自動重裝載寄存器的值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=（36000-1）;//時鐘預分頻數(shù)

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//采樣分頻

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//向上計數(shù)模式

TIM_TimeBaseInit（TIM2，&TIM_TimeBaseStructure）;

TIM_ClearFlag（TIM2，TIM_FLAG_Update）;//清除溢出中斷標志

TIM_ITConfig（TIM2，TIM_IT_Update，ENABLE）;

TIM_Cmd（TIM2，ENABLE）;/開啟時鐘

}

我們每個語句都來解釋一下。首先我們想使用定時器，就必須使能定時器的時鐘，這就是函數(shù)RCC_APB1PeriphClockCmd（）;，通過它開啟RCC_APB1Periph_TIM2。

TIM_DeInit（TIM2）;該函數(shù)主要用于復位TIM2定時器，使之進入初始狀態(tài)。

然后我們對自動重裝載寄存器賦值，TIM_Period的大小實際上表示的是需要經(jīng)過TIM_Period次計數(shù)后才會發(fā)生一次更新或中斷。接下來需要設置時鐘預分頻數(shù)TIM_Prescaler，這里有一個公式，我們舉例來說明：例如時鐘頻率=72MHZ/（時鐘預分頻+1）。說明當前設置的這個TIM_Prescaler，直接決定定時器的時鐘頻率。通俗點說，就是一秒鐘能計數(shù)多少次。比如算出來的時鐘頻率是2000，也就是

一秒鐘會計數(shù)2000次，而此時如果TIM_Period設置為4000，即4000次計數(shù)后就會中斷一次。由于時鐘頻率是一秒鐘計數(shù)2000次，因此只要2秒鐘，就會中斷一次。

再往后的代碼，還有一個需要注意的，TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;就是我們一般采用向上計數(shù)模式，即每次計數(shù)就會加1，直到寄存器溢出發(fā)生中斷為止。最后別忘了，需要使能定時器??！

發(fā)生中斷時間=（TIM_Prescaler+1）* （TIM_Period+1）/FLK

用上述公式可算出：發(fā)生中斷時間 （2000-1+1）*（36000-1+1）/72000000=1 秒

步驟五：編寫中斷服務程序。同樣需要注意的，一進入中斷服務程序，第一步要做的，就是清除掉中斷標志位。由于我們使用的是向上溢出模式，因此使用

的函數(shù)應該是：TIM_ClearITPendingBit（TIM2，TIM_FLAG_Update）;。

STM32開發(fā)板實現(xiàn)的中斷服務程序如下：

每隔一秒，發(fā)生中斷時，進入此中斷函數(shù)執(zhí)行程序，讓LED閃一下，此中斷程序所在文件stm32f10x_it.c

*FunctionName:TIM2_IRQHandler

*Description:ThisfunctionhandlesTIM2globalinterruptrequest.

*Input:None

* Output ： None
來源；21ic