STM32之定時器

本文為STM32定時器設計大體簡介。

一、定時器簡介

1、時鐘來源

2、定時器結構(以基本定時器為例)

二、基本定時器的編程方法

1、基本定時器的寄存器

2、例程

/**

* @brief 定時器6的初始化，定時周期0.01s

* @param 無

* @retval 無

*/

void TIM6_Init(void)

{

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

/*AHB = 72MHz,RCC_CFGR的PPRE1 = 2，所以APB1 = 36MHz,TIM2CLK = APB1*2 = 72MHz */

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE);

/* 時基初始化 */

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 99; //當定時器從0計數(shù)到99，即定時周期為100次

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 7199; //設置預分頻：10KHz

TIM_TimeBaseInit(TIM6, TIM_TimeBaseStructure);

TIM_ARRPreloadConfig(TIM6, ENABLE); //使能TIM6重載寄存器ARR

/* 設置更新請求源只在計數(shù)器上溢或下溢時產(chǎn)生中斷 */

TIM_UpdateRequestConfig(TIM6,TIM_UpdateSource_Global);

/* 定時器6的上溢或下溢中斷使能 */

TIM_ITConfig(TIM6, TIM_IT_Update, ENABLE);

/* 定時器6啟動 */

TIM_Cmd(TIM6, ENABLE); //使能定時器6

TIM_ClearITPendingBit(TIM6,TIM_IT_Update);

/* 定時器6的NVIC中斷配置 */

NVIC_TIM6_Configuration();

}

三、疑惑與解答

以下問題皆以基本定時器為例進行闡述

1、何謂更新事件

更新事件就是指這個事件發(fā)生后，將會將定時器的寄存器進行更新，以使定時器工作在新的配置下，例如當一個定時周期結束(計數(shù)器上溢)或者其他事件。

2、何謂自動重裝載寄存器(auto-reload register)

自動重裝載寄存器決定了定時器的上溢時機，當定時器的計數(shù)器中數(shù)值達到了自動重裝載寄存器規(guī)定的值，計數(shù)器就要歸零。也就是說自動重裝載寄存器決定了定時器的周期。假定TIMx_ARR=0x36，而且分頻系數(shù)為1，則可以看到下邊的情況。

3、自動重裝載寄存器和預加載寄存器的區(qū)別與聯(lián)系

當“TIMx_CR1.ARPE = 1”的時候，STM32中有自動重裝載寄存器和預加載寄存器(TIMx_ARR)。

預加載寄存器是自動重裝載寄存器的“影子”，也就是預加載寄存器是自動重裝載寄存器的緩沖器。自動重裝載寄存器的功能在2點已經(jīng)說明，但是自動重裝載寄存器不是用戶用程序可以直接進行操作的，用戶需要借助于預加載寄存器(緩沖區(qū))才能訪問它。

其目的是為了保證自動重裝載寄存器在合適的時候被修改，不允許其隨便被修改，否則可能導致在過渡的時候發(fā)生不期望的結果。

這是什么一個概念呢?

在定時器一個周期結束的時候，產(chǎn)生了一個更新中斷，我們在中斷服務程序中修改預加載寄存器(TIMx_ARR)，但是并沒有直接寫入到自動重裝載寄存器。在中斷剛一產(chǎn)生的時候(早于我們的服務程序)，原來TIMx_ARR的值被硬件自動裝入自動重裝載寄存器中。所以下一個定時器周期的長度取決于“原來TIMx_ARR的值”，而非我們在中斷服務程序中的修改值。

那么什么時候，我們的修改值才起作用呢?

當下一個定時器周期結束的時候，我們對TIMx_ARR的修改值就被硬件自動寫入到自動重裝載寄存器中，所以我們的修改值在下下個定時器周期才起作用。

而當“TIMx_CR1.ARPE = 0”的時候，STM32中只有自動重裝載寄存器(TIMx_ARR)，沒有預加載寄存器。自動重裝載寄存器沒有緩沖區(qū)，對TIMx_ARR的修改，也就是直接對自動重裝載寄存器的修改。

這種情形又怎樣看呢?

在定時器一個周期結束的時候，產(chǎn)生了一個更新中斷，我們在中斷服務程序中修改自動重裝載寄存器(TIMx_ARR)。所以下一個定時器周期的定時長度要取決于我們的這個修改值。

總結：

① TIMx_CR1.ARPE = 0，自動重裝載寄存器沒有緩沖區(qū)，對TIMx_ARR的修改直接影響下一個周期的定時長度。

② TIMx_CR1.ARPE = 1，自動重裝載寄存器有緩沖區(qū)，對TIMx_ARR的修改影響的是下下一個周期的定時長度。

③ TIMx_CR1.ARPE = 1，自動重裝載寄存器有緩沖區(qū)預加載寄存器(TIMx_ARR)，預加載寄存器更新到自動重裝載寄存器的時機是：當定期器一個定時周期結束產(chǎn)生一個更新事件的時候。

④ TIMx_CR1.ARPE = 1，注意我們在寫程序的時候，給TIMx_ARR賦值，并沒有真正的寫入到自動重裝載寄存器中，而是寫入到了預加載寄存器中。

當我們需要定時器以T1和T2交替工作：

⑤ TIMx_CR1.ARPE = 0，自動重裝載寄存器沒有緩沖區(qū)，我們是在T1定時周期已經(jīng)開始一會兒的時候，才去設定定時周期T1長度;在T2定時周期已經(jīng)開始一會兒的時候，才去設定定時周期T2長度。因為當T1結束的時候，中斷發(fā)生后，我們在中斷程序中設定定時周期為T2。其實，此時定時器周期T2已經(jīng)開始一段時間了。要知道定時器一個周期結束的時候，硬件自動進入下一個周期的計數(shù)，而不受軟件的控制。

⑥ TIMx_CR1.ARPE = 1，自動重裝載寄存器有緩沖區(qū)，我們是在T1定時周期一開始，就去設定定時周期T1的長度;在T2定時周期一開始，就去設定定時周期T2的長度。因為當T1結束的時候，更新事件產(chǎn)生(中斷也發(fā)生)，(我們在上一個定時周期的中斷程序中已經(jīng)設定定時周期為T2)，TIMx_ARR中的T2值被硬件更新進入到自動重裝載寄存器中。

⑦ 當T1、T2兩個周期都很大的時候，需要ticks比較多，兩種方式都不會出現(xiàn)錯誤。

但是當T1、T2兩個周期都很小的時候，需要ticks比較少，對于“TIMx_CR1.ARPE = 0”的情況，就有可能出現(xiàn)問題。因為有可能在T1定時周期已經(jīng)超過T1時間長度的時候，才去設定定時周期T1;在T2周期已經(jīng)超過T2時間長度的時候，才去設定定時周期T2。

總結：

在需要不斷切換定時器的周期時，而且周期都比較短，程序員需要通過預加載寄存器配合自動重裝載寄存器，來操作定時器，以保證定時器周期的平穩(wěn)過渡。

自動重裝載寄存器是預加載的，每次讀寫自動重裝載寄存器時，實際上是通過讀寫預加載寄存器實現(xiàn)。根據(jù)TIMx_CR1 寄存器中的自動重裝載預加載使能位(ARPE) ，寫入預加載寄存器的內(nèi)容能夠立即或在每次更新事件時，傳送到它的影子寄存器。