32单片机——基本定时器

STM32F103有众多的定时器，其中包括2个基本定时器（TIM6和TIM7）、4个通用定时器（TIM2~TIM5）、2个高级控制定时器（TIM1和TIM8），这些定时器彼此完全独立，不共享任何资源

1、定时原理

1.1 软件定时原理

使用纯软件（CPU死等）的方式实现定时（延时）功能

void delay_us(uint32_t us) {

us *= 72;

while(us--);

}

缺点：①延时不精准；②CPU死等（阻塞）

1.2 定时器定时原理

使用精准的时基，通过硬件的方式，实现定时功能

定时器核心就是计数器

定时器简易框图

1.3 定时器分类

常规定时器的区别

1.4 定时器特性表

2、基本定时器

2.1 简介

STM32F103有两个基本定时器TIM6和TIM7，它们的功能完全相同，资源是完全独立的，可以同时使用

其主要特性如下：16位自动重载递增计数器（计数值：0~65535）；16位可编程预分频器（预分频系数：1~65536），用于对计数器时钟频率进行分频；还可以触发DAC的同步电路；在更新事件（计数器溢出）时，产生中断/DMA请求

2.2 框图

2.3 溢出时间计算公式

$T_{out}$ ：定时器溢出时间

$F_{t}$ ：定时器的时钟源频率，72Mhz

ARR：自动重装载寄存器的值

PSC：预分频寄存器的值

3、定时器中断的配置步骤

3.1 配置定时器基础工作参数

void base_tim_init(uint16_t arr,uint16_t psc); //自己写的初始化函数

3.2 定时器基础MSP初始化

__weak void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim); //配置NVIC、CLOCK等

3.3 使能更新中断并启动计数器

HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_Base_Start_IT(TIM_HandleTypeDef *htim);

{
TIM_TypeDef *Instance; /* 寄存器基地址 */
TIM_Base_InitTypeDef Init; /* TIM时基所需参数 */
......

#if (USE_HAL_TIM_REGISTER_CALLBACKS == 1)
......
#endif
} TIM_HandleTypeDef;

typedef struct
{
uint32_t Prescaler; /* 预分频系数（范围：0x0000~0xFFFF） */

uint32_t CounterMode; /* 计数模式 */

uint32_t Period; /* 自动重装载值（范围：0x0000~0xFFFF） */

uint32_t ClockDivision; /* 预分频因子，高级定时器会用到 */

uint32_t RepetitionCounter;

uint32_t AutoReloadPreload; /* 自动重装载预装载使能 */
} TIM_Base_InitTypeDef;

CounterMode 如下所示：

#define TIM_COUNTERMODE_UP 0x00000000U

  /* 用作向上计数器的计数器 */
#define TIM_COUNTERMODE_DOWN TIM_CR1_DIR

  /*!< 用作向下计数器的计数器 */
#define TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED1 TIM_CR1_CMS_0

                                                                                                                /* 居中对齐模式1 */
#define TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED2 TIM_CR1_CMS_1

                                                                                                                /* 居中对齐模式2 */
#define TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED3 TIM_CR1_CMS

                                                                                                                /* 居中对齐模式3 */

AutoReloadPreload 如下所示：

#define TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE 0x00000000U

/* TIMx_ARR寄存器未缓冲 */
#define TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE TIM_CR1_ARPE

/* TIMx_ARR寄存器已缓冲 */

3.4 设置优先级，使能中断

HAL_NVIC_SetPriority();

HAL_NVIC_EnableIRQ();

在32单片机——外部中断_32中断-CSDN博客中有解释

3.5 编写中断服务函数

void TIM6_IRQHandler(void){
HAL_TIM_IRQHandler(TIM_HandleTypeDef *htim); //中断公共处理函数
}

3.6 编写定时器更新中断回调函数

__weak void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim);

例子

使用基本定时器TIM6实现精准定时，使LED1每隔500ms翻转一次，在主函数用LED0的翻转来提示程序正在运行
分析：实现500ms定时 psc：7199；arr：4999

base_time.h

#ifndef _BASE_TIME_H
#define _BASE_TIME_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"

//定时器初始化
void base_tim_init(uint16_t arr,uint16_t psc);

#endif

base_time.c

#include "./BSP/TIMER/base_tim.h"
TIM_HandleTypeDef base_tim_handle; //定时器句柄
void base_tim_init(uint16_t arr,uint16_t psc){
base_tim_handle.Instance=TIM6; //寄存器基地址
base_tim_handle.Init.Prescaler=psc; //预分频系数
base_tim_handle.Init.Period=arr; //自动重装载值
base_tim_handle.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP; //计数模式
base_tim_handle.Init.AutoReloadPreload=TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE; //自动重装载预装载使能
//base_tim_handle.Init.ClockDivision= //预分频因子，高级定时器会用到
HAL_TIM_Base_Init(&base_tim_handle);

//开启定时器
HAL_TIM_Base_Start_IT(&base_tim_handle);
}
//定时器Msp回调函数
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim){
if(htim->Instance==TIM6){
//CLOCK
__HAL_RCC_TIM6_CLK_ENABLE();
//设置优先级
HAL_NVIC_SetPriority(TIM6_IRQn,0,0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM6_IRQn);
}
}
//中断服务函数
void TIM6_IRQHandler(void){
HAL_TIM_IRQHandler(&base_tim_handle); //中断公共处理函数
}
//定时器更新中断回调函数定时500ms

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){
if(htim->Instance==TIM6){
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE,GPIO_PIN_5);
}
}

main.c

#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/TIMER/base_tim.h"

int main(void){
uint8_t i=0;
HAL_Init();
sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); //设置系统时钟
delay_init(72);

led_init();
base_tim_init(4999,7199);

while (1){
i++;
if(i>20){
i=20;
delay_ms(100);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_5); //LED0闪烁，指示程序正常运行
}
}
}