第16章stm32外設(shè)之基本定時(shí)器

第16章STM32外設(shè)之基本定時(shí)器TIM-定時(shí)器（Timers）定時(shí)器最基本的功能就是定時(shí)，類似Systick實(shí)現(xiàn)周期性定時(shí)STM32F407IGT6芯片總共有14個(gè)TIM：2個(gè)基本定時(shí)器（TIM6和TIM7）4個(gè)通用定時(shí)器（TIM2~TIM5）：全功能通用定時(shí)器6個(gè)通用定時(shí)器（TIM9~TIM14）：只有1個(gè)或者2個(gè)通道。2個(gè)高級(jí)控制定時(shí)器（TIM1和TIM8）基本定時(shí)器有的功能通用定時(shí)器都有的通用定時(shí)器有的功能高級(jí)控制定時(shí)器都有的定時(shí)器還有下面這些功能：ADC和DAC開始轉(zhuǎn)換觸發(fā)輸入捕獲：脈沖計(jì)數(shù)、上升沿或下降沿時(shí)間檢測(cè)、PWM輸入檢測(cè)輸出比較：脈沖輸出、步進(jìn)電機(jī)控制脈沖寬度調(diào)節(jié)PWM：電壓輸出控制、直流減速電機(jī)控制、直流無(wú)刷電機(jī)控制單脈沖模式輸出編碼器接口、霍爾傳感器接口STM32F407定時(shí)器特性STM32F407定時(shí)器特性截圖于《STM32F407編程手冊(cè)》的6.2時(shí)鐘截圖于STM32CubeMX軟件配置STM32F407定時(shí)器特性STM32F407定時(shí)器特性三種定時(shí)器計(jì)數(shù)方式：遞增（向上計(jì)數(shù)）：0、1、2、……、65534、65535、0、1、2、……遞減（向下計(jì)數(shù)）：

65535、65534、……、2、1、0、65535、65534、……遞增/遞減（中心對(duì)齊）：

0、1、2、……、65534、65535、65534、……、2、1、0、1、2、……（計(jì)數(shù)最大值不一定是65535，是可以通過(guò)寄存器值設(shè)定的）STM32F407定時(shí)器特性定時(shí)器的多種高級(jí)功能是需要外部引腳配合使用的，比如輸入捕獲（脈沖計(jì)數(shù)、上升沿或下降沿時(shí)間檢測(cè)、PWM輸入檢測(cè)）、輸出比較（脈沖輸出、步進(jìn)電機(jī)控制）、脈沖寬度調(diào)節(jié)PWM（電壓輸出控制、直流減速電機(jī)控制、直流無(wú)刷電機(jī)控制）、編碼器接口、霍爾傳感器接口。IO作為定時(shí)器功能就是IO的復(fù)用，所以程序里邊需要設(shè)置為復(fù)用模式。一個(gè)定時(shí)器功能引腳可以對(duì)應(yīng)不同的IO，這樣增加IO的可選性，使得芯片可設(shè)計(jì)性更強(qiáng)，并且IO的選擇可以直接通過(guò)程序配置?；径〞r(shí)器—TIM6&TIM7定時(shí)器的功能主要有兩個(gè)：基本定時(shí)功能，當(dāng)累加的時(shí)鐘脈沖數(shù)超過(guò)預(yù)定值時(shí)，能觸發(fā)中斷或者觸發(fā)DMA請(qǐng)求。是專門用于驅(qū)動(dòng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）。TIM6和TIM7兩者間是完全獨(dú)立的（資源完全獨(dú)立），當(dāng)然，可以同時(shí)使用。只是TIM6和TIM7原理功能完全一致，所以把原理介紹部分合在一起，通用講解。基本定時(shí)器—TIM6&TIM7自動(dòng)重裝載寄存器、PSC預(yù)分頻器下面有一個(gè)陰影，在圖下方暗紅色框內(nèi)，可以看到，陰影的解釋是：根據(jù)控制位的設(shè)定，在定時(shí)器更新（Update）事件（U事件）時(shí)傳送預(yù)裝載寄存器至實(shí)際寄存器。這表示在物理上這個(gè)寄存器對(duì)應(yīng)2個(gè)寄存器：一個(gè)是我們可以寫入或讀出的寄存器，稱為預(yù)裝載寄存器，另一個(gè)是我們看不見的、無(wú)法真正對(duì)其讀寫操作的，但是在使用中真正起作用的寄存器，稱為影子寄存器?；径〞r(shí)器—TIM6&TIM7圖中還有指向兩個(gè)不同方向的圖標(biāo)。指向右下角的圖標(biāo)表示一個(gè)事件（可以是觸發(fā)事件輸入，也可以是事件輸出）。指向右上角的圖標(biāo)表示中斷和DMA輸出。在圖中的自動(dòng)重裝載寄存器有影子寄存器，它的左邊有一個(gè)帶有“U”字母(代表更新Update)的事件圖標(biāo)，表示在更新事件生成時(shí)就把自動(dòng)重裝載寄存器內(nèi)容拷貝到影子寄存器內(nèi)?；径〞r(shí)器—TIM6&TIM7時(shí)鐘源定時(shí)器要實(shí)現(xiàn)定時(shí)，那么首先需要時(shí)鐘源，基本定時(shí)器的時(shí)鐘源只能來(lái)自內(nèi)部時(shí)鐘，是由CK_INT（84MHz）提供。定時(shí)器的時(shí)鐘不是直接來(lái)自APB1或APB2，而是來(lái)自輸入為APB1或APB2的一個(gè)倍頻器。當(dāng)TIM6和TIM7的控制寄存器1（TIMx_CR1）的CEN位置1時(shí)，內(nèi)部時(shí)鐘即向預(yù)分頻器（功能框圖中的第③部分）提供時(shí)鐘，也就是啟動(dòng)基本定時(shí)器?；径〞r(shí)器—TIM6&TIM7控制器定時(shí)器控制器，包含有一個(gè)觸發(fā)輸出控制器?？刂破魍ㄟ^(guò)定時(shí)器配置寄存器（TIMx_CR）實(shí)現(xiàn)對(duì)定時(shí)器功能配置?？刂破鲗?shí)現(xiàn)對(duì)定時(shí)器的復(fù)位、使能以及計(jì)數(shù)的控制，更簡(jiǎn)單理解，就是它控制CK_INT時(shí)鐘是否可以正常傳輸?shù)絇SC預(yù)分頻器內(nèi)。觸發(fā)控制器是專門用于控制定時(shí)器輸出一個(gè)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以輸出到STM32內(nèi)部其他外設(shè)（作為其他外設(shè)的一個(gè)輸入信號(hào)）?；径〞r(shí)器的觸發(fā)輸出功能專門用于ADC/DAC轉(zhuǎn)換觸發(fā)啟動(dòng)?；径〞r(shí)器—TIM6&TIM7計(jì)數(shù)器定時(shí)器實(shí)現(xiàn)定時(shí)的功能，我們已經(jīng)知道基本定時(shí)器的時(shí)鐘源是84MHz，如何實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定時(shí)呢？這就是一個(gè)計(jì)數(shù)的過(guò)程，分別涉及到三個(gè)寄存器：計(jì)數(shù)器寄存器（TIMx_CNT）、預(yù)分頻寄存器（TIMx_PSC）、自動(dòng)重裝載寄存器（TIMx_ARR）。這三個(gè)寄存器都是16位有效數(shù)字，可設(shè)置的值為0~65535。預(yù)分頻器PSC有一個(gè)輸入時(shí)鐘CK_PSC和一個(gè)輸出時(shí)鐘CK_CNT。輸入時(shí)鐘來(lái)源于控制器部分(實(shí)際就是CK_INT)，通過(guò)設(shè)置預(yù)分頻的數(shù)值，可以得到不同的CK_CNT，它實(shí)際計(jì)算的式子為：CK_CNT=CK_PSC/(PSC[15：0]+1)因?yàn)門IMx_PSC控制寄存器具有緩沖（影子寄存器），可以在運(yùn)行過(guò)程中改變它的數(shù)值，新的預(yù)分頻數(shù)值將在下一個(gè)更新事件時(shí)起作用?；径〞r(shí)器—TIM6&TIM7計(jì)數(shù)器基本定時(shí)器只能遞增（向上計(jì)數(shù)），在定時(shí)器使能后（CEN置1），計(jì)數(shù)器COUNTER根據(jù)CK_CNT頻率向上計(jì)數(shù)，即每來(lái)一個(gè)CK_CNT脈沖，TIMx_CNT值就加1，當(dāng)TIMx_CNT值與TIMx_ARR的設(shè)定值相等時(shí)就自動(dòng)生成更新事件（也可以產(chǎn)生DMA請(qǐng)求、產(chǎn)生中斷信號(hào)或者觸發(fā)DAC同步電路），并且TIMx_CNT自動(dòng)清零，然后重新開始計(jì)數(shù)，不斷重復(fù)上述過(guò)程。因此我們只要設(shè)定TIMx_PSC和TIMx_ARR這兩個(gè)寄存器的值就可以控制事件生成時(shí)間。對(duì)應(yīng)的就是程序中定時(shí)器預(yù)分頻設(shè)置和定時(shí)器周期。STM32CubeMX生成工程定時(shí)器基本設(shè)置初始化結(jié)構(gòu)體Prescaler：定時(shí)器預(yù)分頻設(shè)置，時(shí)鐘源經(jīng)過(guò)該分頻器才是定時(shí)器時(shí)鐘，它設(shè)定TIMx_PSC寄存器的值。可設(shè)置值范圍為0~65535，實(shí)現(xiàn)1至65536分頻（實(shí)際分頻系數(shù)=TIMx_PSC+1），假設(shè)設(shè)置Prescaler=83，這樣分頻后的時(shí)鐘是84MHz/（83+1）=1MHz。CouterMode：定時(shí)器計(jì)數(shù)方式，基本定時(shí)器只能向上計(jì)數(shù)，即TIMx_CNT只能從0開始遞增。默認(rèn)配置就是向上計(jì)數(shù)模式。Period：定時(shí)器周期，可設(shè)置值為0~65535，設(shè)定TIMx_ARR寄存器值。在定時(shí)器預(yù)分頻我們已經(jīng)得到分頻后的時(shí)鐘為1MHz。Period的值我們?cè)O(shè)置為999，這樣，定時(shí)器產(chǎn)生中斷的頻率為：1MHz/（999+1）=1KHz，即為1ms的定時(shí)周期。定時(shí)器基本設(shè)置初始化結(jié)構(gòu)體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)這個(gè)功能，這個(gè)跟通道相關(guān)。RepetitionCounter：重復(fù)計(jì)數(shù)器，屬于高級(jí)控制寄存器專用寄存器位，利用它可以非常輕松控制輸出PWM的個(gè)數(shù)。定時(shí)器句柄結(jié)構(gòu)體Instance：TIM寄存器基地址。Init：定時(shí)器基本設(shè)置初始化。Channel：定時(shí)器通道的選擇，有四個(gè)通道。hdma[7]：定時(shí)器DMA相關(guān)。有TIMx_CH1、TIMx_CH2、T