STM32F4 32位定时器TIM2、TIM5的使用（附STM32F407----STM32F401的移植说明）

程序员文章站 2022-06-09 11:22:02

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STM32F4 32位定时器TIM2、TIM5的使用（附STM32F407----STM32F401的移植说明）

STM32F4是一款性价比极高的MCU，撇开强大的FPU（硬件浮点运算单元），单从定时器来讲，STM32F4比STM32F1多了两个32位定时器（TIM2、TIM5）,而 $2^{32}=4.29*10^9$ ，可以看到32位定时器可以计时达到us级别，单次计时最长可以达到57s左右，而16位计时器只能达到65ms，这对于一些需要高精度且需要有较长的时间支持的计时场合很重要。比如需要积分、微分的时候。

看到网上有一些关于如何使用STM32F4的32位定时器的博客，很多都有一些问题，这里我将我使用的方法分享出来，精度非常高，且基本没有任何误差：（MCU采用的STM32F401 ，根据正点原子STM32F407移植过来的，其中需要改动的地方都注释了的，在这里要非常感谢原子哥）

其中需要特别注意的地方有以下几个：
① arr 装载值由于是从 0-1-2-3-…arr-0 ，所以循环周期是arr+1，所以无论是采用向上计数还是向下计数还是*对齐计数，是一样的（3种计数方式）。
②分频系数从0-1-2-3-…psc，分别对应1-2-3-4…psc+1分频。
③TIM2和TIM5可以被作为16位计数器，也可以被作为32位计数器，原理很简单，这里是需要特别注意的：
装载值被设定为0xffff及以下的值时候，TIM2和TIM5是16位计数器。
装载值被设定为0xffff-0xffffffff之间的时候，TIM2和TIM5是32位计数器。

我在测试中使用TIM3定时中断观测TIM2的计数器的值，为了让计数精度更高，在使能TIM2和TIM3时最好同时使能，不然会有误差（不过这个误差也比较小并且误差大小是固定的us级别的误差，这个误差是由于不是同时开启定时器，有机器运行周期的差异导致的）
④虽然TIM2、TIM3挂载在APB1（42Mhz）上，但是由于采用的PLCK1是二分频得到，因此定时器会 2 倍频到 84Mhz 作为定时器时钟。
STM32F4 32位定时器TIM2、TIM5的使用（附STM32F407----STM32F401的移植说明）

测试的平台：
MCU： STM32F401CCU6 （核心板某宝不到20RMB，WeAct2.1）
晶振： 25MHz （官方晶振，正点原子使用的是8Mhz，移植时候需要注意,如果你没注意，不幸超频将MCU锁死，看这篇博客）
OLED：中景园1.3寸7针OLED 1106驱动（某宝20RMB以内）

下面是部分源码：

tiner32bit.c文件

#include "timer32bit.h"
#include "led.h"
#include "oled.h"

u32 counter = 0;
u16 times = 0;

void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);  ///使能TIM3时钟
	
  	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr; 	//自动重装载值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=psc;  //定时器分频
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向下计数模式
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; 
	
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);//初始化TIM3
	
	TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE); //允许定时器3更新中断
	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE); //使能定时器3
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE); //使能定时器2
	
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn; //定时器3中断
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0x01; //抢占优先级1
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0x03; //子优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
}

//定时器3中断服务函数
void TIM3_IRQHandler(void)
{
	if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)==SET) //溢出中断
	{
		LED0=!LED0;//LED0 翻转
		counter = TIM2->CNT;//读取计数值
		
		OLED_ShowString(5,10,"Now Count:",8,1);
		OLED_ShowNum(25,25,counter,10,8,1);
		OLED_ShowString(100,25,"us",8,1);
		
		OLED_ShowString(5,35,"Now Times:",8,1);
		OLED_ShowNum(25,50,times++,10,8,1);
		OLED_ShowString(100,50,"10ms",8,1);
		
		OLED_Refresh();
	}
	TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位
}


void TIM2_Int_Init(u32 arr,u16 psc)
{
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE); 

	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr; //0xffffffff 可以计数到 2^32 次方
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc; //84分频  us 级别计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);
}

timer32bit.h文件

#ifndef __TIMER32BIT__
#define __TIMER32BIT__
#include "sys.h"

void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc);
void TIM2_Int_Init(u32 arr,u16 psc);
#endif

main.c

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "oled.h"
#include "bmp.h"
#include "timer32bit.h"
/*====================================================================================================================*/
/*====================================================================================================================*/
/*====================================================================================================================*/
/*****************************************************程序改动说明*****************************************************/
//根据采用不同晶振 STM32F401 改动的地方有：
//OptionForTarget         	xtal（改为和实际晶振大小一致）
//delay.c 					121、187、206行（降低计时误差 不改动定时误差为5% 改动后延时为偶数无误差，为奇数误差为1/n *100%）
//system_stm32f4xx.c		317行（根据system_stm32f4xx.c 137-181行的说明改动）
//stm32f4xx.h				123行（将HSE晶振数值更新为与实际一样）
/*====================================================================================================================*/
/*====================================================================================================================*/
/*====================================================================================================================*/

int main(void)
{ 
	delay_init(84);		  //初始化延时函数
	LED_Init();		        //初始化LED端口
	KEY_Init();
	OLED_Init();
	OLED_ShowPicture(0,0,128,64,BMP4,1);//LOGO
	delay_ms(1000);
	ShowFrequence();//显示时钟频率
	delay_ms(1000);
	OLED_Clear();

	TIM2_Int_Init(0xffffffff,84-1);//us
	TIM3_Int_Init(8400-1,100-1);//ms

  /**下面是通过直接操作库函数的方式实现IO控制**/	
	while(1)
	{
		if(KEY_Scan(0)==KEY0_PRES)
		{
				LED_Shine(100,3);
		}
	}
}