STM32通用定時(shí)器使用詳解

STM32通用定時(shí)器使用詳解通用定時(shí)器基本介紹、、TIM4TIM5STM32通用定時(shí)器是一個(gè)通過可編程預(yù)分頻器驅(qū)動的16位自動裝載計(jì)數(shù)器構(gòu)成。一起同步操作。4PWM，輸入捕獲o 本文詳細(xì)介紹這三個(gè)功能并且利用定時(shí)器3使用開發(fā)環(huán)境開發(fā)平臺：keil5單片機(jī)：STM32F103ZET6基本定時(shí)功能定時(shí)器時(shí)鐘來源分析STM32部分時(shí)鐘樹：首先我們我們的系統(tǒng)時(shí)鐘經(jīng)過AHB分頻器給APB1外設(shè)，但是APB1外設(shè)最大的只能到36Mhz，所以必須要系統(tǒng)時(shí)鐘的二分頻。下面又規(guī)定了如果APB1預(yù)分頻系數(shù)為1則頻率不變，否則頻率X2至定時(shí)器2~7，所以定時(shí)器2~7的時(shí)鐘頻率為還是72MHz分配給我們定時(shí)器的時(shí)鐘是/*初始化定時(shí)器的時(shí)候指定我們分頻系數(shù)psc,時(shí)鐘(72MHz)進(jìn)行分頻然后指定重裝載值arr例如當(dāng)我們設(shè)置定時(shí)器為向上計(jì)數(shù)時(shí),定時(shí)器計(jì)數(shù)的值等于 arr后就會被清0重新計(jì)數(shù)(Update)UpdateTout=((arr+1)*(psc+1))/Tclk公式推導(dǎo)詳解:Tclk是定時(shí)器時(shí)鐘源,在這里就是72Mhz我們將分配的時(shí)鐘進(jìn)行分頻,指定分頻值為psc,就將我們的Tclk分了psc+1,我們定時(shí)器的最終頻率就是Tclk/(psc+1)MHz這里的頻率的意思就是1s中記Tclk/(psc+1)M個(gè)數(shù)(1M=10的6次方),每記一個(gè)數(shù)的時(shí)間為(psc+1)/Tclk,很好理解頻率的倒數(shù)是周期,這里每一個(gè)數(shù)的周期就是(psc+1)/Tclk秒然后我們從0記到arr就是(arr+1)*(psc+1)/Tclk舉例:比如我們設(shè)置arr=7199,psc=9999我們將 72MHz(1M等于 10的 6 次方)分成了(9999+1)等7200Hz就是一秒鐘記錄9000數(shù),每記錄一個(gè)數(shù)就是1/7200秒我們這里記錄9000個(gè)數(shù)進(jìn)入定時(shí)器更新(7199+1)*(1/7200)=1s,也就是1s進(jìn)入一次更新Update*///簡單進(jìn)行定時(shí)器初始化,設(shè)置預(yù)裝載值和分頻系數(shù)voidMY_TIM3_Init(u16arr,u16psc){//初始化結(jié)構(gòu)體TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;//1.分配時(shí)鐘RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);//2.初始化定時(shí)器相關(guān)配置TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr;TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc;/*在這里說一下這個(gè) TIM_ClockDivision是設(shè)置與進(jìn)行輸入捕獲相關(guān)的分頻設(shè)置的這個(gè)值不會影響定時(shí)器的時(shí)鐘頻率,我們一般設(shè)置為TIM_CKD_DIV1,也就是不分頻*/TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode =TIM_CounterMode_Up;//向上計(jì)數(shù)TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);//3.打開定時(shí)器TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);}/******************主函數(shù)********************///在主函數(shù)中我們可以調(diào)用初始化intmain(){//定時(shí)器初始化MY_TIM3_Init(7199,9999);while(1){//檢測更新標(biāo)志位if(TIM_GetFlagStatus(TIM3,TIM_IT_Update)){//清除標(biāo)志位TIM_ClearFlag(TIM3,TIM_IT_Update);//. }}}PWM基本介紹PWM是脈沖寬度調(diào),我們是通過改變脈沖的寬度來達(dá)到改變輸出電壓的效果,本質(zhì)上就是調(diào)節(jié)占空比實(shí)現(xiàn)的,STM32除了基本定時(shí)器(TIM6,TIM7)不能輸出PWM以,其它的定時(shí)器都具有輸出PWM,其中高級定時(shí)器(TIM1 和 TIM8)還能輸出 7 路 PWM,基本定時(shí)器(TIM2,TIM3,TIM4,TIM5)也可以輸出4路PWM輸出PWM是很有用的,比如我們可以通過控制電機(jī)來玩小車,或者通過輸出PWM改變LED的亮度,制造呼吸燈等等我們通用定時(shí)器能輸出PWM的IO口是固定,雖然我們可以通過重映射可以改變引腳 ,具體是哪一些 IO 口我們要通過查閱STM32的參考手冊這里涉及到一個(gè)重映射的概念,重映射就是管腳的外設(shè)功能映射到另一個(gè)管腳,但是不是可以隨便映射的,具體對應(yīng)關(guān)系參考手冊上的管腳說明。這樣優(yōu)點(diǎn)是可以優(yōu)化電路設(shè)計(jì)；擴(kuò)展功能，減少外設(shè)芯片資源/**定時(shí)器3，可產(chǎn)生四路的PWM輸出,四個(gè)通道分別對應(yīng)的引腳情況如下TIM3_CH1,TIM3_CH2,TIM3_CH3,TIM3_CH4沒有重映像的對應(yīng)情況:PA6,PA7,PB0,PB1部分重映像:PB4,PB5,PB0,PB1完全重映像:PC6,PC7,PC8,PC9當(dāng)我們的IO口不僅僅是做普通的輸入輸出使用的時(shí)候,作為別的外設(shè)(AD,串口,定時(shí)器等)的特定功能引腳,就需要開啟外設(shè).這里我們還需要開啟APB2外設(shè)上的復(fù)用時(shí)鐘AFIO,同時(shí)IO口采用的是復(fù)用輸出!我們這里是沒有使用重映射功能.*///宏定義//判斷當(dāng)前是處于哪一種模,以便于我們初始化IO#defineNO_REAMP 0#definePART_REAMP1#defineFULL_REAMP2//--->這里是需要制定的參數(shù)//指定這里的當(dāng)前的模式,我們給她默認(rèn)指定是沒有重映射#defineCURRENT_MODENO_REAMP//*************根據(jù)當(dāng)前模式初始化IO口函數(shù)voidMY_TIM3_GPIO_Init(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//1.開啟AFIO時(shí)鐘RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//2.根據(jù)當(dāng)前的重映像的模式配置時(shí)鐘和初始化相關(guān)引腳switch(CURRENT_MODE){//2.1如果沒有重映射caseNO_REAMP:{//時(shí)鐘分配RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//初始化IO口GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);break;}//2.2部分重映射casePART_REAMP:{//時(shí)鐘分配RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//初始化IO口GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);break;}//2.3全映射caseFULL_REAMP:{//時(shí)鐘分配RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);//初始化IO口GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);break;}default:break;}}//*****************定時(shí)器PWM輸出初始化函數(shù)voidMY_TIM3_PWM_Init(u16arr,u16psc){//初始化結(jié)構(gòu)體TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitstrcuture;//1.初始化定時(shí)器和相關(guān)的IO口MY_TIM3_Init(arr,psc);MY_TIM3_GPIO_Init();//2.初始化PWM的模式/**選擇PWM模式:PWM1模式:向上計(jì)數(shù)時(shí),當(dāng)我們當(dāng)前的計(jì)數(shù)值小于我們的設(shè)置閾值為有效電平,否則為無效電平,向下計(jì)數(shù)時(shí)與向上計(jì)數(shù)時(shí)相反PWM2模式:與PWM1模式向上向下計(jì)數(shù)時(shí)完全相反*/TIM_OCInitstrcuture.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;TIM_OCInitstrcuture.TIM_OutputState =TIM_OutputState_Enable;TIM_OCInitstrcuture.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//輸出電平為,也就是有效電平為高TIM_OC1Init(TIM3,&TIM_OCInitstrcuture); 這是設(shè)置利用通道1輸出//這里只初始化通道1,我們可以根據(jù)自己需求初始化其它通道// TIM_OC2Init(TIM3,&TIM_OCInitstrcuture);// TIM_OC3Init(TIM3,&TIM_OCInitstrcuture);// TIM_OC4Init(TIM3,&TIM_OCInitstrcuture);TIM_OC1PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);//}main(){//因?yàn)槲覀儐纹瑱C(jī)引腳輸出電壓 3.3V左右,我們設(shè)置預(yù)裝載值為330MY_TIM3_PWM_Init(330,0);//我們初始化的時(shí)候選擇的是PWM1模式,當(dāng)計(jì)數(shù)值小于我們的設(shè)定值100時(shí)為有效電平,這里是高電平//所以對于的1通道(PA6)電壓是大概就是3.3*(100/330)=1V左右,我們可以用萬用表測量TIM_SetCompare1(TIM3,100);while(1);}定時(shí)器輸入捕獲基本介紹上面介紹了定時(shí)器的四路通道可以輸出PWM我們可以通過輸入捕獲的來測量高電平脈寬時(shí)間,首先捕獲到高電平,記錄下改時(shí)間,然后切換為捕獲低電平,得到時(shí)間開發(fā)步驟輸入捕獲(捕獲邊沿信號,上升沿和下降沿)首先我們需要以一定的頻率檢測電平的跳變,然后對部分跳變(也就是部分輸入的波形)進(jìn)行過濾——這就是定時(shí)器里面的濾波器的任務(wù)指定輸入濾波器時(shí)鐘頻率,首先是系統(tǒng)時(shí)鐘分給定時(shí)器72Mhz,我們首先初始化定時(shí)器的時(shí)候指定了TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;沒有分頻，輸入給濾波器的時(shí)鐘頻率還是72MHz,TIM_ClockDivision也可以指定為24波形過濾(TIM_ICFilter),這里有一個(gè)指定過濾器的參數(shù)(參考芯片手冊),例如我們設(shè)置參數(shù)為0101(fsampling)為濾波器頻率/2=36Mhz,N=8.當(dāng)檢測到一個(gè)上升沿的時(shí)候,再以fsampling頻率連續(xù)8次檢測到高電平才確認(rèn)是一個(gè)有效的上升沿，這樣可以濾除那些高電平脈寬低于8個(gè)采樣周期的脈沖信號，從而達(dá)到濾高頻波的效果。3.4.配置輸入分頻(TIM_ICPrescaler),如果我們設(shè)置不分頻,一個(gè)邊沿(上升沿或者下降沿)就觸發(fā)一次捕獲,二分頻就是兩次邊沿觸發(fā)捕獲，這里這個(gè)分頻可以為1,2,4,8//定時(shí)器輸入捕獲初始化voidMY_TIM3_Cap_Init(u16arr,u16psc){//初始化結(jié)構(gòu)體TIM_ICInitTypeDefTIM_ICInitStructure;//1.初始化定時(shí)器和相關(guān)的IO口MY_TIM3_Init(arr,psc);//這里的IO口根據(jù)自己需求改成輸入,我這改成下拉輸入,具體代碼就不展現(xiàn)了MY_TIM3_GPIO_Init();//2.初始化定時(shí)器輸入捕獲TIM_ICInitStructure.TIM_Channel=TIM_Channel_1;// 輸入捕獲的通道//不使用過濾器，假設(shè)我們想使用，例如上述舉例使用0101//我們就給TIM_ICFilter = 0x05,（00000101），根據(jù)上表可以知道這個(gè)值范(0x00~0x0F)TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter=0x00;TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;//上升沿捕獲TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1; 1/*這里說一下定時(shí)器通道可以進(jìn)行交叉捕獲，通道1捕獲通道2引腳上的邊沿信號，通道2捕獲通道1引腳，通道3可以捕獲通道4對應(yīng)引腳，...但是只能相鄰一對可以相互捕獲，例如通道2不能捕獲通道3引腳邊沿信號TIM_ICSelection_DirectTI表示直接捕獲，通道1對應(yīng)通道1引腳，通道2對應(yīng)通道2引腳TIM_ICSelection_IndirectTI表示進(jìn)行交叉捕獲*/TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection =TIM_ICSelection_DirectTI;映射捕獲對應(yīng)通道的引腳TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStructure);}//****************主函數(shù)intmain(){//初始化輸入捕獲MY_TIM3_Cap_Init(1000,0);while(1){//檢測是否捕