STM：TIM定时器——定时中断

1、TIM定时器

定时器的功能可以对输入的时钟进行计数，并在计数值达到设定值时触发中断。

• 他包含16位计数器（CNT)、预分频器(PSC)、自动重装寄存器（ARR）的时基单元，在72MHz计数时钟下可以实现最大59.65s的定时。
• 不仅具备基本的定时中断功能，而且还包含内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等多种功能。
• 根据复杂度和应用场景分为了高级定时器、通用定时器、基本定时器三种类型。

计数器（CNT）：用来执行计数定时的一个寄存器，每来一个时钟，计数器加1；
预分频器（PSC）：对计数器的时钟进行分频，使奇数更加灵活；
自动重装寄存器（RCC）：使计数值的目标值，也就是想要多少个时钟申请中断。

1.1定时器类型

• STM32F103C8T6定时器资源有：TIM1、TIM2、TIM3、TIM4

基本定时器从基准时钟，到预分频器，再到计数器，计数器计数自增，同时不断地与自动重装寄存器进行比较；他们相等时，即计时时间到，这时会产生一个更新中断和中断事件，CPU响应更新中断，最后完成定时中断的任务。基本定时器仅支持向上计数这一模式。

通用定时器和高级定时器不仅支持向上计数模式，还支持向下计数模式和中央对齐模式。

STM32定时器的一大特色，就是主从触发模式DAC的功能，他能让硬件在不受程序的控制下实现自动运行。如果运用得当，在某些情景下可以极大的减轻CPU的负担。

1.2定时中断的基本结构

定时中断和内外时钟源选择所涉及的结构如下图所示：

PSC、CNT和ARR三个部分构成了时基单元；下面是运行控制，控制寄存器的一些位，比如启动停止、向上或向下计数等等，操作这些寄存器就能控制时基单元的运行了。

左边是为时基单元提供时钟的部分；右边是计时时间到，产生新更新中断后的信号去向。如果是高级定时器，在右边部分还会多一个重复计数器。

2 定时器初始化

我们通过定时中断的整个框架结构图，将图中的每个模块都打通，就能让定时器工作了。

2.2 初始化定时器的步骤

这里以初始化TIM2定时器为例：

1.RCC开启时钟，TM2是APB1总线的外设，所以要使用APB1的开启时钟函数；

2.选择时基单元的时钟源，对于定时中断，我们就选择内部时钟源；

3.配置时基单元，包括其中的PSC、ARR、CNT等等；

4.配置输出中断控制，允许更新中断输出到NVIC；

5.配置NVIC，在NVIC中打开定时器中断的通道，并分配一个优先级；

6.运行控制，整个模块配置完成后，需要使能一下计数器；当定时器使能后，计数器就会开始计数，当计数器更新时，触发中断；最后写一个定时器的中断函数，这样这个中断函数每隔一段时间就能自动执行一次了。

2.3 TIM库函数

下面我们来介绍一部分与TIM有关的库函数：

1.TIM_DeInit，恢复缺省配置。

2.TIM_TimeBaseInit，时基单元初始化，有两个参数，第一个TIMx选择某个定时器，第二个是结构体，包含了配置时基单元的一些参数。

3.TIM_TimeBaseStructInit，可以把结构体赋一个默认值。

4.TIM_Cmd，使能计数器，2个参数，第一个TIMx选择定时器；第二个NewState新的状态，也就是选择使能或者失能。

5.TIM_ITConfig，用来使能输出信号，3个参数，第一个TIMx，选择定时器；第二个TIM_IT，选择配置哪个中断输出；第三个NewState，新的状态选择使能还是失能。

6.TIM_InternalClockConfig，选择内部时钟。

7.TIM_ITRxExternalClockConfig，选择TIMx其他定时器的时钟，第一个参数选择要配置的定时器；第二个参数选择要接入哪个其他的定时器。

8.TIM_TIxExternalClockConfig，选择TIx捕获通道的时钟，4个参数，第一个参数TIMx；第二个参数选择TIx的某个引脚；第三个参数，选择输入的极性；第四个参数，选择滤波器。

9.TIM_ETRClockMode1Config，选择ETR通过外部时钟模式1输入的时钟，4个参数，第一个参数TIMx；第二个参数外部触发预分频器，这里可以对ETR的外部时钟再提前做一个分频；第三、四个参数分别是选择极性和滤波器。

10.TIM_ETRClockMode2Config，选择ETR通过外部时钟模式2输入的时钟，参数与上面一样。

11.TIM_ETRConfig，单独用来配置ETR引脚的预分频器、极性、滤波器等参数。

总结：
1、第6-11个函数，总共6个函数，对应的是时基单元的时钟选择部分，可选择RCC内部时钟、ETR外部时钟、ITRx其他定时器、ITx捕获通道等。

2、第9-10个函数，总共2个函数，对于ETR外部时钟而言，这两个函数是等效的，参数也是一样的；若不需要触发输入的功能，那么这两个函数原则上是可以互换的。

12.TIM_PrescalerConfig，单独写预分频的值，第二个参数就是要写入预分频的值；第三个参数是选择写入的模式。预分频器有一个缓冲器，写入的值是在更新事件发生后才有效的，所以这里有个写入模式，可以选择听从安排在更新事件生效；或是在写入后，手动产生一个更新事件，让这个值立刻生效。

13.TIM_CounterModeConfig，用来改变计数器的计数模式，第二个参数用来选择新的计数器模式。

14.TIM_ARRPreloadConfig，自动重装器预装功能配置。

15.TIM_SetCounter，给计数器写入一个值。

16.TIM_SetAutoreload，给自动重装器写入一个值。

17.uint16_t TIM_GetCounter，获取当前计数器的值，他的返回值就是当前计数器的值。

18.uint16_t TIM_GetPrescaler，获取当前预分频器的值。

19.FlagStatus TIM_GetFlagStatus

20.TIM_ClearFlag，主要用于清除定时器的中断标志位。

21.ITStatus TIM_GetITStatus

22.TIM_ClearITPendingBit，主要用于清除中断线路的中断挂起位。

这4个函数是用来获取标志位和清除标志位。

2.4 配置TIM

我们定一个时间，让定时器每隔一个时间产生中断，来实现每隔一个固定时间执行一段程序，如下：

2.4.1 Timer.c

#include "stm32f10x.h"               

void Timer_Init(void)
{
//1.开启时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
//2.选择时基单元的时钟（定时器上电后默认就是使用内部时钟，若不调用这个函数，那也是使用的内部时钟）	
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);//选择内部时钟
//3.配置时基单元
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//选择1分频
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//选择向上计数模式
	//若想定时1s，定时频率=72M/(PSC+1)/(ARR+1),预分频器和计数器都有1个数的偏差，所以要-1
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=10000-1;//ARR自动重装的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=7200-1;//预分频器的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数器，是高级定时器才有的
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);//手动把更新中断标志位清除一下，避免刚初始化完就进入中断
	
//4.使能更新中断
	TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);
//5.配置NVIC	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//优先级分组
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;//选择定时器TIM2在NVIC里的通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//抢占优先级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;//响应优先级
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
//6.启动定时器
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

2.4.2 Timer.c

#ifndef __TIMER_H_
#define __TIMER_H_

void Timer_Init(void);

#endif

2.4.3 main.c

#include "stm32f10x.h"  // Device header
#include "TIMER.H"

uint16_t Num;
int main(void)
{
	OLED_Init();
	Timer_Init();
	
	OLED_ShowString(1,1,"Num:");
	while(1)
	{
		OLED_ShowNum(1,5,Num,5);
	}
}

void TIM2_IRQHandler(void)//定时器2的中断函数
{
	if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET)//检查中断标志位
	{
		Num++;
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);//清除标志位
	}
}