【STM32】入土笔记——定时器攻略

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记录STM32入土路上的艰苦旅程,加油UPUPUP！
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						 *            佛祖保佑       永不宕机     永无BUG
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						 *        佛曰:  
						 *                写字楼里写字间，写字间里程序员；  
						 *                程序人员写程序，又拿程序换酒钱。  
						 *                酒醒只在网上坐，酒醉还来网下眠；  
						 *                酒醉酒醒日复日，网上网下年复年。  
						 *                但愿老死电脑间，不愿鞠躬老板前；  
						 *                奔驰宝马贵者趣，公交自行程序员。  
						 *                别人笑我忒疯癫，我笑自己命太贱；  
						 *                不见满街漂亮妹，哪个归得程序员？
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前言

已经学习过一边STM32，但没有系统的记录下来，导致很多东西都是只知道名字但不了解具体是什么原理。借用这个暑假在详细记录一下STM32的入土实况！！加油

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以下是记录一些定时器的的相关知识内容，下面案例可供参考

一、定时器分类

• 基本定时器
  基本定时器 TIM6 和 TIM7 是一个 16 位的只能向上计数的定时器，只能定时，没有外部 IO。
• 通用定时器
  通用定时器 TIM2/3/4/5 是一个 16 位的可以向上/下计数的定时器，可以定时，可以输出比较，可以输入捕捉，每个定时器有四个外部 IO。
• 高级定时器
  高级定时器 TIM1/8是一个 16 位的可以向上/下计数的定时器，可以定时，可以输出比较，可以输入捕捉，还可以有三相电机互补输出信号，每个定时器有 8 个外部 IO。
  

二、基本定时器

2.1 基本定时器功能介绍

TIM6 和 TIM7 是STM32的一个 16 位的只能向上计数的定时器，只能定时，没有外部 IO。
基本定时器的核心是时基（时基的配置），不仅基本定时器有，通用定时器和高级定时器也有时基的配置。

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下面是基本定时器功能框图：

1. ① 时钟源
   确定定时器的时钟源，即内部时钟CK_INT,经 APB1 预分频器后分频提供，如果APB1 预分频系数等于 1，则频率不变，否则频率乘以 2，库函数中 APB1 预分频的系数是 2，即 PCLK1=36M，所以定时器时钟 TIMxCLK=36*2=72M。
2. ② 计数器时钟
   通过PSC预分频器来计算计数器的时钟，公式为：计数器时钟频率（CK_CLK） = 定时器时钟源/（PSC+1）
3. ③ 计数器
   CNT为一个16位计数器，基本定时器只能向上计数，最大值为65535。当计数器达到ARR（自动重装载寄存器）的数值时清零，配合计数器时钟可以计算周期与延时时间，可以用来计算中断时间。
4. ④ 定时器时间的计算
   产生一次中断或者更新的时间为：
   $t = \frac{1}{CK_{CLK}} * (ARR+1)$t=CKCLK​1​∗(ARR+1)

2.2 定时器时基初始化

定时器时基初始化：TIM_TimeBaseInitTypeDef()

// 定时器基本初始化结构体
typedef struct {
	uint16_t TIM_Prescaler; // 预分频器
	uint16_t TIM_CounterMode; // 计数模式 
	uint32_t TIM_Period; // 定时器周期
	uint16_t TIM_ClockDivision; // 时钟分频
	uint8_t TIM_RepetitionCounter; // 重复计算器
} TIM_TimeBaseInitTypeDef;

1. TIM_Presacler： 定时器预分频器
   时钟源经该预分频器才是定时器时钟，可设置范围为 0 至 65535，实现 1 至 65536 分频。设置为（72-1）时即为1Mhz。
2. TIM_CounterMode ：定时器计数方式
   可是在为向上计数、向下计数以及三种中心对齐模式
3. TIM_Period：定时器周期
   设置的为自动重装载计数器的数值ARR，可设置范围0~65535
4. TIM_ClockDivision：时钟分频
   设置定时器时钟 CK_INT 频率与死区发生器与数字滤波器采样时钟频率分频比
5. TIM_RepetitionCounter：重复计数器 （只有高级定时器有）
   属于高级控制寄存器专用寄存器位，利用它可以非常容易控制输出 PWM 的个数

三、通用定时器

对于STM32F103ZET6来说，通用定时器为：TIM2、 TIM3、 TIM4 和 TIM5

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下面是通用定时器的基本功能：

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关于定时器的时钟源（4个）：
1） 内部时钟（CK_INT）
2） 外部时钟模式 1：外部输入脚（TIx）
3） 外部时钟模式 2：外部触发输入（ETR）
4） 内部触发输入（ITRx）：使用 A 定时器作为 B 定时器的预分频器（A 为 B 提供时钟）。

3.1 通用定时器输出比较模式初始化

先介绍一下输出比较模式的初始化和一些参数设置
输出比较模式：TIM_OCInitTypeDef

1 typedef struct {
			2 uint16_t TIM_OCMode; // 比较输出模式
			3 uint16_t TIM_OutputState; // 比较输出使能
			4 uint16_t TIM_OutputNState; // 比较互补输出使能
			5 uint32_t TIM_Pulse; // 脉冲宽度
			6 uint16_t TIM_OCPolarity; // 输出极性
			7 uint16_t TIM_OCNPolarity; // 互补输出极性
			8 uint16_t TIM_OCIdleState; // 空闲状态下比较输出状态
			9 uint16_t TIM_OCNIdleState; // 空闲状态下比较互补输出状态
10 } TIM_OCInitTypeDef;

1. TIM_OCMode：比较输出模式选择
   总共有八种，常用的为 PWM1/PWM2
2. TIM_OutputState：比较输出使能
   决定最终的输出比较信号 OCx 是否通过外部引脚输出
3. TIM_OutputNState:比较互补输出使能
   决定 OCx 的互补信号 OCxN 是否通过外部引脚输出。通用定时器没有。
4. TIM_Pulse：比较输出脉冲宽度
   实际设定比较寄存器 CCR 的值，决定脉冲宽度。可设置范围为 0 至 65535。与PWM模式选择有关。参照下图：
   
   

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5. TIM_OCPolarity：比较输出极性
   可选 OCx 为高电平有效或低电平有效。它决定着定时器通道有效电平。它设定 CCER 寄存器的 CCxP 位的值。
6. TIM_OCNPolarity：比较互补输出极性
   可选 OCxN 为高电平有效或低电平有效。它设定 TIMx_CCER 寄存器的 CCxNP 位的值。
7. TIM_OCIdleState：空闲状态时通道输出电平设置
   可选输出 1 或输出 0，即在空闲状态(BDTR_MOE 位为 0)时，经过死区时间后定时器通道输出高电平或低电平。它设定CR2 寄存器的 OISx 位的值。
8. TIM_OCNIdleState：空闲状态时互补通道输出电平设置
   可选输出 1 或输出 0，即在空闲状态(BDTR_MOE 位为 0)时，经过死区时间后定时器互补通道输出高电平或低电平，设定值必须与 TIM_OCIdleState 相反。它设定是 CR2 寄存器的 OISxN 位的值。

在使用通用定时器时不需要配置这么多参数，例如进行PWM输出时只需要配置如下参数

//初始化PWM模式
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
 	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
	TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC2

	TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR2上的预装载寄存器
 
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIM

3.2 关于定时器输出引脚的定义与重映射

下面是基本定时器功能框图：

• TIM1：
  

• TIM2：
  

• TIM3：
  

• TIM4：
  

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四、总结

• 定时器的使用极大的方便了PWM的输出，为调试舵机等提供了便利
• 通过定时器的使用，更好的理解STM32的工作原理，程序四路更加清晰。
• 关于高级定时器，在以后使用的过程中再进行补充。