TIM基本定时器

TIM基本定时器

1.定时器的分类

以STM32F1系列为例，它的定时器可以根据其特性和功能被分为三大类：

1. 基本定时器：

   • 包括：TIM6和TIM7。
   • 特点：基本定时器是16位，只能向上计数的定时器，通常用于简单的定时操作。它们没有外部触发输入和输出比较功能，因此不能直接生成PWM信号或用于输入捕获等复杂应用。基本定时器的时钟只能来源于内部时钟。

2. 通用定时器：

   • 包括：TIM2至TIM5。
   • 特点：通用定时器也是16位，但相比基本定时器，它们更加灵活，具有更多的功能，如可以向下计数、有多个外部触发输入和输出比较通道，能够用于生成PWM信号、输入捕获、输出比较等。这些定时器的时钟源既可以是内部时钟，也可以是外部时钟。

3. 高级定时器：

   • 包括：TIM1和TIM8。
   • 特点：高级定时器是最复杂且功能最丰富的定时器类型，在STM32F1系列中，它们能够提供更多的功能，如更多的输出比较通道（可达7路PWM输出），支持更复杂的定时器链路、死区生成、刹车输入等高级控制功能，非常适合电机控制、电源管理等需要精确控制的场合。这些定时器同样具有向上/向下计数能力，并且可以使用内部或外部时钟源。

   如下图：

   

2.定时器运行流程

基本定时器的框图如下：

主要特性：

16位递增计数器（计数值：0~65535）

16位预分频器（分频系数：1~65536）

定时器主要分为时钟源，控制单元和计数部分，基本定时器的时钟源只能来自芯片内部时钟。其中在计数部分，预分频器和自动重装载寄存器具有影子寄存器，定时器的运行流程为：

1. 初始化配置：

   • 时钟使能：首先，需要通过系统时钟控制器（RCC）使能给定基本定时器的时钟。
   • 配置预分频器（PSC）：设置预分频寄存器的值，以降低定时器时钟频率到所需范围。例如，若APB1总线时钟为72MHz，可以通过设置PSC来分频得到较低的计数频率。
   • 设置自动重载值（ARR）：在自动重载寄存器中设置一个值，当计数器达到这个值时将产生更新事件并重置计数器。这决定了定时器的周期。

2. 启动定时器：

   • 控制寄存器设置：通过设置定时器控制寄存器（如TIMx_CR1），启用定时器的计数器（使能计数EN位）。

3. 计数过程：

   • 一旦定时器被启动，其计数器（CNT）从0开始递增，每次递增都是基于预分频后的时钟频率。
   • 当CNT的值与ARR中的预设值相匹配时，会发生一个更新事件（Update Event）。
   • 更新事件会自动将CNT寄存器复位为0，并且如果配置了中断或DMA请求，这些请求也会在此时被触发。

4. 影子寄存器的作用：

   • 我们通常配置的是“可见”的寄存器（预加载寄存器）ARR和PSC，这些配置在适当的时机（更新事件）才会反映到实际控制定时器运行的“不可见”寄存器，即影子寄存器中。影子寄存器确保了在计数过程中参数的平滑过渡，避免了在计数周期内因参数突变而引起的不连续或错误行为。

5. 中断处理（可选）：

   • 如果在控制寄存器中设置了中断允许位，那么在更新事件发生时，CPU会接收到中断请求，并执行对应的中断服务程序（ISR）。在ISR中，用户可以执行特定的任务，如数据处理、状态改变等。

6. 关闭定时器（可选）：

   • 如果不再需要定时器，可以通过清除控制寄存器中的使能位来停止定时器的计数。

3.基本定时器的配置流程

	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_BaseInitStu;
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6 | RCC_APB1Periph_TIM7, ENABLE);	
	
	TIM_BaseInitStu.TIM_Prescaler =7200 - 1;    //预分频值  TIM_Period x TIM_Prescaler / 时钟频率
	TIM_BaseInitStu.TIM_Period = 10000 - 1;    //自动装载值
	TIM_TimeBaseInit(TIM6,&TIM_BaseInitStu);
	TIM_TimeBaseInit(TIM7,&TIM_BaseInitStu);
	TIM_ITConfig(TIM6, TIM_IT_Update, ENABLE);
	TIM_ITConfig(TIM7, TIM_IT_Update, ENABLE);
	TIM_Cmd(TIM6, DISABLE);
	TIM_Cmd(TIM7, DISABLE);

1. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_BaseInitStu;
   定义了一个定时器基础初始化结构体变量，用于存储定时器初始化的相关配置。

2. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6 | RCC_APB1Periph_TIM7, ENABLE);
   通过RCC（Reset and Clock Control）外设时钟控制函数，使能了APB1总线下TIM6和TIM7定时器的时钟。这是配置任何外设之前必须的步骤。

3-4.

• TIM_BaseInitStu.TIM_Prescaler = 7200 - 1;
  设置TIM6和TIM7的预分频器值为7199（因为预分频值是从0开始计数，所以7200-1=7199）。这表示定时器时钟将被分频7199次，具体分频效果取决于TIM6和TIM7所连接的时钟频率。
• TIM_BaseInitStu.TIM_Period = 10000 - 1;
  配置自动重载寄存器(ARR)的值为9999，意味着当计数器从0计数到9999时，将产生一个更新事件并重置计数器。

5-6.

• TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_BaseInitStu);
  使用之前配置的结构体TIM_BaseInitStu来初始化TIM6定时器的基础计时功能。
• TIM_TimeBaseInit(TIM7, &TIM_BaseInitStu);
  同样地，初始化TIM7定时器。

7-8.

• TIM_ITConfig(TIM6, TIM_IT_Update, ENABLE);
  允许TIM6在更新事件发生时产生中断（即计数器达到ARR值时）。
• TIM_ITConfig(TIM7, TIM_IT_Update, ENABLE);
  同样为TIM7配置更新中断。

9-10.

• TIM_Cmd(TIM6, DISABLE);
  禁止TIM6定时器开始计时。
• TIM_Cmd(TIM7, DISABLE);
  同样禁止TIM7定时器开始计时。

我们把定时器设置自动重装载寄存器 ARR 的值为 10000，设置时钟预分频器为 7199， 则驱动计数器的时钟：CK_CNT = CK_INT / (7199+1)=0.01M， 则计数器计数一次的时间等于：1/CK_CNT=100us，当计数器计数到 ARR 的值 10000时， 产生一次中断，则中断一次的时间为：1/CK_CNT*ARR=1s。

4.中断配置

	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStu;
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
	NVIC_InitStu.NVIC_IRQChannel = TIM6_IRQn | TIM7_IRQn;
	NVIC_InitStu.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStu.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStu.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	
	NVIC_Init(&NVIC_InitStu);

1. NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStu;
   定义了一个NVIC初始化结构体类型的变量NVIC_InitStu，用于存放中断相关的配置信息。

2. NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
   调用此函数来配置中断优先级分组。这里选择了优先级分组1，STM32的中断优先级分为5个级别（0-4，0为最高），分组1意味着有1位用于抢占优先级，3位用于子优先级。这意味着最多可以配置8种不同的抢占优先级和8种子优先级组合。

3-7. 配置NVIC_InitStu结构体的成员：

• NVIC_InitStu.NVIC_IRQChannel = TIM6_IRQn | TIM7_IRQn;
  设置需要配置的中断通道，这里同时配置了TIM6、TIM7的中断。
• NVIC_InitStu.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  启用上述指定的中断通道。
• NVIC_InitStu.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
  设置抢占优先级为1（在分组1的情况下，范围是0-7，1表示较高中断优先级）。
• NVIC_InitStu.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  设置子优先级也为1（在本分组中，范围同样是0-7，数值越小优先级越高）。

8. NVIC_Init(&NVIC_InitStu);
   最后，使用NVIC_Init函数，根据NVIC_InitStu结构体中设定的参数来初始化指定的中断通道，完成中断优先级的配置。