STM32定时器，定时器中断、PWM、输入捕获

目录

1：STM32定时器

2：通用定时器简介

3：计数器模式

4：通用定时器工作过程

5：定时器中断

6：PWM

7：输入捕获

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eg:STM32F407ZGT6

1：STM32定时器

STM32F40X系列总共最多有14个定时器

分为三种定时器

在这三种定时器里面，我们最常用的就是通用定时器，而通用定时器里面，2、3、4、5是我们一般使用的，9、14因为计数器模式只能向上且捕获/比较通道少两个所以用的没有2、3、4、5多

 

2：通用定时器简介

特点：

• 16/32位向上、向下、向上/向下（中心对齐）计数模式，自动装载计数器（TIMx_CNT）
• 16位可编程（可以实时修改）预分频器（TIMx_PSC）,计数器时钟频率的分频系数为1~65535之间的任意数值 

 

•  4个独立通道（TIMx_CH1~4）,这些通道可以用来作为：

1. 输入捕获 （可通过设置来测量引脚上电平高或低持续的时间）
2. 输出比较  （用于控制输出波形，或指示已经过某个时间段）
3. PWM生成（边缘或中间对齐模式）
4. 单脉冲模式输出 （计数器可以在一个激励信号的触发下启动，并可在一段可编程的延时后产生一个脉宽可编程的脉冲）

 

•  可使用外部信号（TIMx_ETR）控制定时器和定时器互连（可以用1个定时器控制另外一个定时器）的同步电路

 

•  如下事件发生时产生中断/DMA（6个独立的IRQ/DMA请求生成器）

1. 更新：计数器向上溢出/向下溢出，计数器初始化（通过软件或内部/外部触发）
2. 触发事件（计数器启动、停止、初始化或则有内部/外部触发计数）
3. 输入捕获
4. 输出比较，
5. 支持针对定位的增量（正交）编码器和霍尔传感器电路
6. 触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理

用的多的也就 1，2，3，4

 

• 使用定时器预分频器和RCC时钟控制器预分频器，脉冲长度和 波形周期可以在几个微秒到几个毫秒间调整，STM32的每个通用定时器都是完全独立的，没有互相共享的任何资源

 

3：计数器模式

通用定时器可以向上计数、向下计数、向上向下双向计数模式

1：向上计数模式：计数器从0计数到自动加载值（TIMx_ARR）,然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件

2：向下计数模式：计数器从自动装入的值（TIMx_ARR）开始向下计数到0，然后从自动装入的值重新开始，并产生一个计数器向下溢出事件

3：*对齐模式（向上/向下计数）：计数器从0开始计数到自动装入的值-1，产生一个计数器溢出事件，然后向下计数到1并且产生一个计数器溢出事件；然后再从0开始重新计数

 

4：通用定时器工作过程

1.产生时钟： 用来产生供定时器使用的时钟CK-PSC,有以下来源：

• 内部RCC提供的时钟CLK_INT,来自于APB1经过倍频的时钟
• 外部引脚ETR
• 内部触发输入口1~4，定时器级联，一个定时器的输出可以作为另外一个定时器的输入，输入来自于TRGO
• 外部捕获引脚

 2.时基单元包括：

• 计数器寄存器（TIMx_CNT）
• 预分频寄存器（TIMx_PSC）
• 自动重载寄存器（TIMx_ARR）

从字面上也能理解大概怎么回事，就不多说。

3.输入捕获

   eg:TIMx_CH1的输入信号（高）经过一个滤波边沿检测器，来到预分频器（要几个上升沿检测一次），再来到捕获/比较1寄存器，产生一些事件，利用这个事件，去记下CNT计数器的值A，等到CH1输入信号（低）来的时候，经过上面的过程，再去记下CNT的值B,这样B-A就是脉冲的持续时间

4：输出比较

eg:捕获/比较寄存器里面设置一个值，当CNT中计数器的值大于所设置的值后，通过输出控制来输出一个高电平，当CNT中计数器的值小于所设置的值后，通过输出控制来输出一个低电平，那么，就可以弄出一个我们控制脉宽的PWM

注：上面图左边的TIMx_CH1和右边的TIMx_CH1时一个东西，不能同时在一个通道上面既开启输入捕获，又开启输出比较。

 

5：定时器中断

我们用内部时钟做定时器时钟的输入

从上面我们可以看出 CK_CNT来自于APB1时钟

 除非APB1的分频系数是1，否则通用定时器的时钟等于APB1时钟的2倍

默认调用Systemlnit函数情况下

SYSCLK=168M

AHB时钟=168M

APB1时钟=42M

所以APB1的分频系数=AHB/APB1=4(不是1)

所以，通用定时器时钟CK_INT=2*42M=84M

 一些寄存器啥的，就不多说了，直接看数据手册

配置TIM3的基本操作如下：

	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; //向上计数模式
	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

	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);
	

开启了定时器3的中断

void TIM3_IRQHandler(void)
{
	if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)==SET) //溢出中断
	{
		LED1=!LED1;//DS1翻转
	}
	TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位
}

SO，定时器中断实现的步骤

1. 使能定时器时钟
2. 初始化定时器，配置ARR,RSC
3. 开启定时器中断，配置NVIC
4. 使能定时器
5. 编写中断服务函数

 

6：PWM

脉冲宽度调制模式可以产生一个由TIMx_ARR寄存器确定频率、由TIMx_CCRx寄存器确定占空比的信号

在4中，第四块输出比较可以用作PWM

 

 上图是一些要配置的位

• CCR1:捕获比较（值）寄存器，设置的比较值，就是捕获/比较寄存器的值
• CCMR1:OC1M[2:0]位：对于PWM方式下，用于设置PWM模式1或0
• CCER:CC1P位：输入/捕获1输出极性0：高电平有效 1：低电平有效
• CCER:CC1E位：输入/捕获1输出使能0：关闭 1：打开

 

有关第二点

看这个，这个模式主要是确定了什么时候是有效电平，和CC1P位组合在一起，我们就可以知道输出电平了，这个其实对于我们大部分应用场景来说，怎么设置都可以。 

配置好上述的一些参数后，我们可以查表找到输出通道的映射引脚。

   TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc;                   //定时器分频
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr;                     //自动重装载值
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; 
	
	TIM_TimeBaseInit(TIM14,&TIM_TimeBaseStructure);           //初始化定时器14
	
	//初始化TIM14 Channel1 PWM模式	 
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;         //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_Low;      //输出极性:TIM输出比较极性低
	TIM_OC1Init(TIM14, &TIM_OCInitStructure);                     //根据T指定的参数初始化外设TIM1 4OC1

若想修改比较值，想改变PWM的占空比，可以调用标准库中的TIM_SetCompare1（函数）

 

 7：输入捕获

要配置定时器捕获，上图则是一些重要的配置位 

ICF[3:0],这个用来设置输入采样频率和数字滤波器长度

eg：ICF[3:0]=0011并设置IC1映射到通道1上（参考第4点的框图），设置为上升沿触发，那么在捕获到上升沿的时候，再以定时器的输入频率，连续采样8次通道1上的电平，若都是高电平，则说明是一个有效的触发，就会触发输入捕获中断（如果开启了的话），这样可以滤除干扰。

CCIP:输入/捕获1输出极性

这里，一大推的选择输入通道，由CCIS[1:0]:控制

IC1PSC[1:0]:输入/捕获1预分频器。。。后面还有要配置的项，不说了，，，，，

敲黑板：

      通过检测TIMx_CHx上的边沿信号，在边沿信号发生跳变（比如上升沿/下降沿）的时候，将当前定时器的值（TIMx_CNT）存放到对应的捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx）里面，完成一次捕获

	//初始化TIM5输入捕获参数
  TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;                //CC1S=01 	选择输入端 IC1映射到TI1上
  TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;	   //上升沿捕获
  TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到TI1上
  TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;	       //配置输入分频,不分频 
  TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;                        //IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波
  TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);

开启捕获中断后，就可以在中断中用TIM_GetCaptureX（）来得到当前的捕获值

然后通过TIM_OCXPolarityConfig()将捕获的边沿设置为之前相反的状态，在满足条件的边沿来临后，又会进入到中断服务函数中，获得到捕获值后，将其与之前的捕获值相减，就可以得到想要的时间