TIM定时中断

TIM定时中断

1.TIM定时器

1.1定时器的定义

• TIM(Timer)定时器

• 定时器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

• 16位计数器，预分频器，自动重装寄存器的时基单元，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：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，

分频器：可以对计数器的时钟进行分频，让这个计数更加灵活

自动重装寄存器：就是计数的目标值，就是想要计多少个时钟申请中断

类型	编号	总线	功能
高级定时器	TIM1、TIM8	APB2	拥有通用定时器全部功能，并额外具有重复计数器、死区生成、互补输出、刹车输入等功能
通用定时器	TIM2、TIM3、TIM4、TIM5	APB1	拥有基本定时器全部功能，并额外具有内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等功能
基本定时器	TIM6、TIM7	APB1	拥有定时中断、主模式触发DAC的功能

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

操作之前查一下是否包含需要的外设

1.1.1基本定时器

主模式触发DAC的功能：它能让内部的硬件在不受程序控制下实现自动运行，在某些情景下会极大地减轻CPU的负担

1.1.2通用定时器

1.1.3高级定时器

2.计数器有预装时序

高电平工作，影子寄存器才是真实作用的寄存器

3.定时器结构及涉及的函数解析

3.1定时中断基本结构

3.2实现步骤

第一步 RCC开启时钟，定时器的基准时钟和整个外设的工作时钟就都会同时打开了

第二步 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

第三步 配置时基单元，包括预分频器、自动重装器、计数模式等等

第四步 配置输出中断控制、允许更新中断输出到NVIC

第五步 配置NVIC，在NVIC中打开定时器中断的通道，并分配一个优先级

第六步 运行控制

整个模块配置完成后，还需要使能一下计数器，否则计数器是不会运行的，当定时器使能后，计数器就会开始计数了，当计数器更新时，触发中断，最后再写一个定时器的中断函数。

3.3TIM本小节的库函数解释说明

void TIM_DeInit(TIM_TypeDef* TIMx);
void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* 
void TIM_TimeBaseStructInit(TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);
void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);
void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState);

1. void TIM_DeInit(TIM_TypeDef* TIMx);恢复缺省配置
2. void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);时基单元初始化，用来配置图中的时基单元的，第一个TIMx选择某个定时器，第二个是结构体，里面包含了配置时基单元的一些参数
3. void TIM_TimeBaseStructInit(TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);这个函数可以把结构体变量赋一个默认值
4. void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);运行控制，用来使能计数器的，第一个参数TIMx选择定时器，第二个NewState新的状态，使能或失能，使能可运行，失能不可运行
5. void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState);中断输出控制，使能更新中断，第一个TIMx，选择定时器，第二个TIM_IT，选择要配置哪个中断输出，第三个NewState，新的状态，使能还是失能

时钟源选择函数

void TIM_InternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx);
void TIM_ITRxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_InputTriggerSource);
void TIM_TIxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_TIxExternalCLKSource,uint16_t TIM_ICPolarity, uint16_t ICFilter);
void TIM_ETRClockMode1Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity,uint16_t ExtTRGFilter);
void TIM_ETRClockMode2Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity, uint16_t ExtTRGFilter);
void TIM_ETRConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity,uint16_t ExtTRGFilter);

1. void TIM_InternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx);选择内部时钟
2. void TIM_ITRxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_InputTriggerSource);选择ITRx其他定时器的时钟，参数为TIMx选择要配置的定时器和InputTriggerSource，选择要接入哪个其他的定时器
3. void TIM_TIxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_TIxExternalCLKSource,uint16_t TIM_ICPolarity, uint16_t ICFilter);选择TIx捕获通道的时钟，第一个参数是要配置的定时器，第二个TIxExternalClkSource，选择具体的某个引脚，最后两个参数ICPolarity和ICFilter，输入的极性和滤波器
4. void TIM_ETRClockMode1Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity, uint16_t ExtTRGFilter);选择ETR通过外部时钟模式1输入的时钟，参数ExTRGOrescaler，外部触发预分频器，Polarity和Filter，极性和滤波器
5. void TIM_ETRClockMode2Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity, uint16_t ExtTRGFilter);在不触发输入功能时，上下两个函数可以互换
6. void TIM_ETRConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity, uint16_t ExtTRGFilter);不是用来选择时钟，就是单独用来配置ETR引脚的预分频器、极性、滤波器这些参数的

可单独修改参数的函数

void TIM_PrescalerConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Prescaler, uint16_t TIM_PSCReloadMode);
void TIM_CounterModeConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_CounterMode);
void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);
void TIM_SetCounter(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Counter);
void TIM_SetAutoreload(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Autoreload);
uint16_t TIM_GetCounter(TIM_TypeDef* TIMx);

1. void TIM_PrescalerConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Prescaler, uint16_t TIM_PSCReloadMode);单独写预分配值的，Prescaler，写入的预分频值，写入的值在更新事件发生后才有效
2. void TIM_CounterModeConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_CounterMode);用来改变计数器的计数模式
3. void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);自动重装器预装功能配置，调用这个函数，给个参数使能或失能就可以了
4. void TIM_SetCounter(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Counter);给计数器写入一个值
5. void TIM_SetAutoreload(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Autoreload);给一个自动重装值
6. uint16_t TIM_GetCounter(TIM_TypeDef* TIMx);获取当前计数器的值
7. uint16_t TIM_GetPrescaler(TIM_TypeDef* TIMx);获取当前预分频器的值

获取和清除标志位的

FlagStatus TIM_GetFlagStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_FLAG);
void TIM_ClearFlag(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_FLAG);
ITStatus TIM_GetITStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT);
void TIM_ClearITPendingBit(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT);

3.4计数器计数频率和计数器溢出频率

CK_CNT_OV：表示计数器的溢出频率，即计数器从 0 开始计数，当计数值达到自动重装载值（ARR）时，计数器溢出并重新开始计数的频率。

CK_CNT：是计数器的时钟频率，也就是计数器每秒钟接收的时钟脉冲数量，它决定了计数器的计数速度。

ARR（Auto Reload Register）：自动重装载值，当计数器的值达到 ARR 时，会触发计数器的溢出事件。计数器将被重置为 0 或根据定时器的工作模式进行相应操作，并且可以触发更新事件，如产生中断或更新输出信号。

CK_PSC：是预分频器的输入时钟频率，通常是系统时钟或外部时钟源的频率，它是进入预分频器的时钟频率。

PSC（Prescaler）：预分频器的值，用于对输入时钟 CK_PSC 进行分频操作。

计数器计数频率：CK_CNT = CK_PSC / (PSC + 1)

计数器溢出频率：CK_CNT_OV = CK_CNT / (ARR + 1)= CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)

4.定时器定时中断

4.1接线图

4.2代码编写

4.2.1主函数main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "KEY.h"
#include "OLED.h"
//#include "OLED_Font.h"
#include "Timer.h"uint16_t NUM;int main(void){OLED_Init();Timer_Init();OLED_ShowString(1,1,"Num:");while(1){NUM = Get_Num();OLED_ShowNum(1,5,NUM,5);}
}

4.2.2定时中断函数定义Timer.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header//extern uint16_t num;
uint16_t num;//初始化定时器
void Timer_Init(void){//开启时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);//选择时钟源TIM_InternalClockConfig(TIM2);//配置时基单元TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_Structure;TIM_Structure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM_Structure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_Structure.TIM_Period = 10000 - 1;TIM_Structure.TIM_Prescaler = 7200 - 1;TIM_Structure.TIM_RepetitionCounter = 0;TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_Structure);//中断输出配置TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);//手动清除更新中断标志位，避免刚跟新完就进中断的问题TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//配置NVICNVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitTypeDef NVIC_Structure;NVIC_Structure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;NVIC_Structure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Structure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;NVIC_Structure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_Init(&NVIC_Structure);//启动定时器//产生跟新时就会触发中断TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);}uint16_t Get_Num(void){return num;
}//配置中断函数
void TIM2_IRQHandler(void){if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update) == SET){num++;//清除标志位TIM_ClearITPendingBit(TIM2,	TIM_IT_Update);}
}

4.2.3定时中断函数定义Timer.h

#ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_Hvoid Timer_Init(void);
uint16_t Get_Num(void);
#endif

5.定时器外部时钟

5.1接线图

5.2代码实现

5.2.1主函数main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "KEY.h"
#include "OLED.h"
//#include "OLED_Font.h"
#include "Timer.h"uint16_t NUM;
uint16_t CNT;int main(void){OLED_Init();Timer_Init();OLED_ShowString(1,1,"Num:");OLED_ShowString(2,1,"Cnt:");while(1){CNT = Timer_GetCount();NUM = Get_Num();OLED_ShowNum(1,5,NUM,5);OLED_ShowNum(2,5,CNT,5);}
}

5.2.2定时器函数定义Timer.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header//extern uint16_t num;
uint16_t num;//初始化定时器
void Timer_Init(void){//开启时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitTypeDef Init_Structure;Init_Structure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;Init_Structure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;Init_Structure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&Init_Structure);//选择时钟源TIM_ETRClockMode2Config(TIM2,TIM_ExtTRGPSC_OFF,TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted,0x00);//配置时基单元TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_Structure;TIM_Structure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM_Structure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//自动重装值TIM_Structure.TIM_Period = 10 - 1;//预分频TIM_Structure.TIM_Prescaler = 1 -1;TIM_Structure.TIM_RepetitionCounter = 0;TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_Structure);//中断输出配置TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);//手动清除更新中断标志位，避免刚跟新完就进中断的问题TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//配置NVICNVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitTypeDef NVIC_Structure;NVIC_Structure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;NVIC_Structure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Structure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;NVIC_Structure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_Init(&NVIC_Structure);//启动定时器//产生跟新时就会触发中断TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);}uint16_t Get_Num(void){return num;
}//CNT计数器的值
uint16_t Timer_GetCount(void){return TIM_GetCounter(TIM2);
}//配置中断函数
void TIM2_IRQHandler(void){if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update) == SET){num++;//清除标志位TIM_ClearITPendingBit(TIM2,	TIM_IT_Update);}
}

5.2.3定时器函数声明Timer.h

#ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_Hvoid Timer_Init(void);
uint16_t Get_Num(void);
uint16_t Timer_GetCount(void);
#endif