05_STM32F4通用定时器详细讲解

2个高级定时器：Timer1和Timer8

10个通用定时器：Timer2~timer5 和 timer9~timer14

2个基本定时器： timer6和timer7

本篇欲以通用定时器timer3为例，详细介绍定时器的各个方面，并对其PWM功能做彻底的探讨。

Timer3是一个16位的定时器，有四个通道，分别对应着PA6  PA7  PB0  PB1

主要功能是：1输入捕获——测量脉冲长度。

            2 输出波形——PWM输出和单脉冲输出。

Timer3有4个时钟源：

1：内部时钟（CK_INT），来自RCC的TIMxCLK

2：外部时钟模式1：外部输入TI1FP1与TI2FP2

3：外部时钟模式2：外部触发输入TIMx_ETR，仅适用于TIM2、TIM3、TIM4，TIM3，对应着PD2引脚

4：内部触发输入：一个定时器触发另一个定时器。

时钟源可以通过TIMx_SMCR相关位进行设置。这里我们使用内部时钟。

定时器挂在高速外设时钟APB1或低速外设时钟APB2上，时钟不超过内部高速时钟HCLK，故当APBx_Prescaler不为1时，定时器时钟为其2倍，当为1时，为了不超过HCLK，定时器时钟等于HCLK。

例如：我们一般配置系统时钟SYSCLK为168MHz，内部高速时钟 AHB=168Mhz，APB1欲分频为4，（因为APB1最高时钟为42Mhz），那么挂在APB1总线上的timer3时钟为84Mhz。

《STM32F4xx中文参考手册》的424~443页列出与通用定时器相关的寄存器一共20个，

以下列出与Timer3相关的寄存器及重要寄存器的简单介绍。

1 TIM3 控制寄存器 1 (TIM3_CR1) 

  作用：1使能自动重载TIM3_ARR

        2定时器的计数器递增或递减计数。

        3 事件更新。

        4 计数器使能

2 TIM3 控制寄存器 2 (TIM3_CR2)

3 TIM3 从模式控制寄存器 (TIM3_SMCR)

4 TIM3 DMA/中断使能寄存器 (TIM3_DIER)

作用：1：使能事件更新中断

      2：使能捕获/比较中断

5 TIM3 状态寄存器 (TIM3_SR)

1：事件更新中断标志

      2：捕获/比较中断标志

6 TIM3 事件生成寄存器 (TIM3_EGR)

7 TIM3 捕获/比较模式寄存器 1 (TIM3_CCMR1)

        1：输出比较模式

        2：输出比较预装载使能，即使能后可以随时改变TIM3 捕获/比较寄存器 1 (TIM3_CCR1)的值

        3：捕获/比较选择

8 TIM3 捕获/比较模式寄存器 2 (TIM3_CCMR2)

9 TIM3 捕获/比较使能寄存器 (TIM3_CCER)

        1：上升沿触发or下降沿触发

        2：捕获/比较输出使能

10 TIM3 计数器 (TIM3_CNT)

11 TIM3 预分频器 (TIM3_PSC)

   计数器时钟频率 CK_CNT 等于 fCK_PSC / (PSC[15:0] + 1)。

12 TIM3 自动重载寄存器 (TIM3_ARR)

   当自动重载值为空时，计数器不工作

难道说每次事件都必须装载重载值？

13 TIM3 捕获/比较寄存器 1 (TIM3_CCR1)

   输出时：CCR1是捕获/比较寄存器的预装载值，由TIM3_CCMR的OC1PE位使能。

   输入时：CCR1为上一个输入捕获事件（IC1）发生时的计数器值。

14 TIM3 捕获/比较寄存器 2 (TIM3_CCR2)

15 TIM3 捕获/比较寄存器 3 (TIM3_CCR3)

16 TIM3 捕获/比较寄存器 4 (TIM3_CCR4)

1 Timer3用来做定时中断

与之相关的时基单元寄存器有

10 TIM3 计数器 (TIM3_CNT)

11 TIM3 预分频器 (TIM3_PSC)

12 TIM3 自动重载寄存器 (TIM3_ARR)

原理：

这里以向上计数为例，即计数器TIM3_CNT向上计数，当达到TIM3_ARR所设定的值时，归零重新计数，若使能了更新中断，则在TIM3_CNT归零时，进入中断。

进入中断的时间为 (TIM3_ARR+1)个计时器周期

而计时器单元时钟是由定时器时钟分频得到，每 (CK_PSC+1)个定时器周期计数一次。

定时器时钟上文已经讲了，由于Timer3挂在APB1总线上

故Timer3进入中断的周期为(CK_PSC+1)* (TIM3_ARR+1)/84000000秒

频率为84000000/[(CK_PSC+1)* (TIM3_ARR+1)] Hz

利用官方库函数实现每500ms进入中断，改变LED灯的电平，程序如下

1 打开时钟，Timer3挂在APB1上，所以命令开启时钟。

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);  ///使能TIM3时钟

2 时钟Timer3的配置。

   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

3 使能中断

   TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE); //允许定时器3更新中断。

4 打开Timer3。

      TIM_Cmd(TIM3,ENABLE); //使能定时器3

5 配置中断。

6 中断服务函数编写。

故可见STM32的初始化函数都离不开以下几步

1 打开设备时钟。

2 配置参数。

3 打开设备。

设备需配置后再打开。如果需要配置中断，那么则需要编写中断服务函数。

完整程序如下

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_Prescaler=psc;  //定时器分频

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;     //自动装载值

    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

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn; //定时器中断

    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);

}

/Timer3中断服务函数

void TIM3_IRQHandler(void)

{

    if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)==SET)/ /溢出中断

    {

         GPIO_ToggleBits(GPIO_LED ,DS1_PIN);    //LED灯电平翻转

    }

    TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位

}

然后main()函数中TIM3_Int_Init(5000-1,8400-1);即可

可以计算进入中断的频率为2Hz即LED灯每500ms亮一次，LED周期为1Hz。