第7课 通用定时器timer
Stm32f051系列通用定时器由一个16 位或32 位的自动装载计数器组成，它由一个可编程的预分频器驱动。它适合多种用途，包含测量输入信号的脉冲宽度( 输入捕获)，或者产生输出波形( 输出比较和PWM)。学习stm32f051的核心就是认识可编程的预分频器驱动的设置。
本节介绍输出波形：输出比较，通过TM3的比较寄存器CCR3和CCR4产生2路中段，通过定时器产生不同的中断时间。其结构如下图所示：
当我们设置系统时钟位48MHZ，TIM3的计数时钟位为6 MHz时，那么预定标器可以按下面算式进行计算：
Prescaler = (TIM3CLK / TIM3 counter clock) - 1
Prescaler = (PCLK1 /6 MHz) - 1
那么比较寄存器CC3 和CC4的更新率可以如下计算：
CC3 update rate = TIM3 counter clock / CCR3_Val = 439.4 Hz
CC4 update rate = TIM3 counter clock / CCR4_Val = 878.9 Hz
因此中断的产生反转频率为：
CC3 update rate/2和CC4 update rate/2
按照这个设计方案准备设计方案：
硬件准备：
只需要连接2个LED灯，就可以实现TIM捕获定时了：
软件准备：
Time定时器可以进行精确定时，并且通过TIME进行中断触发，在精确控制方面具有很好的优势。本实验采用了TIM3作为定时器，控制2路LED灯翻转。下面将从软硬件入手，分析如何通过STM32F0的定时器进行定时触发中断，从而控制LED灯的亮灭。
在lib库函数调用了stm32f0xx.tim.c函数库，我们在驱动函数time.c中编写定时器输出的相关参量设置。而中断执行函数则在stm32f0xx_it.c函数中进行编写；
配置TIM3的定时中断我们可以分成两个部分完成：
第一步：首先是配置TIM的中断嵌套，代码如下所示：
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void TIM_INT_Config(void) { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /* TIM3 时钟使能 */ RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); /* TIM3 中断嵌套设计*/ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); } |
上面函数中，设置中断通道为TIM3中断，频道优先级设为0，并且使能频道。这样就配置好了TIM3中断嵌套。当然中断要执行的操作要在stm32f0xx_it.c进行编写，这个等下我们再讲，我们先把TIM3的参数配置进行讨论：
首先来看看TIM定时器的基础配置参数，这个参数的配置要求在文件stm32f0xx_tim.c中进行了描述，通过如下的结构体单元进行了归纳：
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typedef struct{ uint16_t TIM_Prescaler; /*!指定用来划分TIM时钟预分频值*/uint16_t TIM_CounterMode; /*!指定的计数器模式*/uint32_t TIM_Period; /*设置时钟周期 */uint16_t TIM_ClockDivision; /*设定时钟分频 */uint8_t TIM_RepetitionCounter; /*指定重复计数器值 */} TIM_TimeBaseInitTypeDef; |
上面的结构体参数就是设置TIME的基础参数，下面我们就来确定这几个参数的设置：
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/* Time 定时器基础设置 */ TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); |
TIM_Prescaler设置预分频为0，也就是不预分频。那么系统时钟我们设置为48MHZ，那么TIM定时器也跑在了48MHZ。而TIM_ClockDivision我们设为0，也就是不进行时钟分频。TIM _CounterMode设置为向上计数。TIM计数时钟为6MHZ，那么翻转率按照下面公式继续计算
CC3 翻转率= TIM3 counter clock / CCR3_Val
CC4 翻转率= TIM3 counter clock / CCR4_Val
配置完基础配置后，CC3和CC4的翻转要通过输入捕获实现定时器的翻转，而定时器输入比较模式通过下面的结构体进行配置：
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typedef struct { uint16_t TIM_OCMode; /*!指定的TIM模式 */ uint16_t TIM_OutputState; /*指定的TIM输出比较状态 */ uint16_t TIM_OutputNState; /*指定TIM互补的输出比较状态. */ uint32_t TIM_Pulse; /*指定的脉冲值被装入到捕获比较寄存器*/ uint16_t TIM_OCPolarity; /*指定的脉冲值被装入到捕捉比较寄存器 */ uint16_t TIM_OCNPolarity; /*指定的互补输出极性 */ uint16_t TIM_OCIdleState; /*指定在空闲状态下的TIM输出比较引脚的状态 */ uint16_t TIM_OCNIdleState; /*指定在空闲状态下的互补TIM输出比较引脚的状态. */ } TIM_OCInitTypeDef; |
对上面的产生配置如下代码：
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/* 输出比较时序模式配置设置 */ TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Timing; TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; /* 输出比较时序模式配置: 频道3*/ TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR3_Val; TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); TIM_OC3PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Disable); /* 输出比较时序模式配置: 频道4 */ TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR4_Val; TIM_OC4Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); TIM_OC4PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Disable); /* TIM 中断使能 */ TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC3 | TIM_IT_CC4, ENABLE); /* TIM3 使能 */ TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); |
那么中断我们则执行LED是翻转工作：
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void TIM3_IRQHandler(void) { if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC3) != RESET) { TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC3); /* LED3 toggling with frequency = 219.7 Hz */ LED1_Toggle(); capture = TIM_GetCapture3(TIM3); TIM_SetCompare3(TIM3, capture + CCR3_Val); } else { TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC4); /* LED4 toggling with frequency = 439.4 Hz */ LED2_Toggle(); capture = TIM_GetCapture4(TIM3); TIM_SetCompare4(TIM3, capture + CCR4_Val); } } |
主函数的编写就较为简单了，直接调用子函数输出：
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int main(void) { LED_Init(); LED1_Open(); LED2_Open(); TIM_INT_Config(); TIM_OUT_Config(); /*无限循环 */ while (1) { } } |
实验现象：
两个led灯按照不同速率进行翻转。
