STM32之定時(shí)器

本文為STM32定時(shí)器設(shè)計(jì)大體簡(jiǎn)介。

一、定時(shí)器簡(jiǎn)介

1、時(shí)鐘來(lái)源

2、定時(shí)器結(jié)構(gòu)(以基本定時(shí)器為例)

二、基本定時(shí)器的編程方法

1、基本定時(shí)器的寄存器

2、例程

/**

* @brief 定時(shí)器6的初始化，定時(shí)周期0.01s

* @param 無(wú)

* @retval 無(wú)

*/

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(shí)基初始化 */

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 99; //當(dāng)定時(shí)器從0計(jì)數(shù)到99，即定時(shí)周期為100次

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 7199; //設(shè)置預(yù)分頻：10KHz

TIM_TimeBaseInit(TIM6, TIM_TimeBaseStructure);

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

/* 設(shè)置更新請(qǐng)求源只在計(jì)數(shù)器上溢或下溢時(shí)產(chǎn)生中斷 */

TIM_UpdateRequestConfig(TIM6,TIM_UpdateSource_Global);

/* 定時(shí)器6的上溢或下溢中斷使能 */

TIM_ITConfig(TIM6, TIM_IT_Update, ENABLE);

/* 定時(shí)器6啟動(dòng) */

TIM_Cmd(TIM6, ENABLE); //使能定時(shí)器6

TIM_ClearITPendingBit(TIM6,TIM_IT_Update);

/* 定時(shí)器6的NVIC中斷配置 */

NVIC_TIM6_Configuration();

}

三、疑惑與解答

以下問(wèn)題皆以基本定時(shí)器為例進(jìn)行闡述

1、何謂更新事件

更新事件就是指這個(gè)事件發(fā)生后，將會(huì)將定時(shí)器的寄存器進(jìn)行更新，以使定時(shí)器工作在新的配置下，例如當(dāng)一個(gè)定時(shí)周期結(jié)束(計(jì)數(shù)器上溢)或者其他事件。

2、何謂自動(dòng)重裝載寄存器(auto-reload register)

自動(dòng)重裝載寄存器決定了定時(shí)器的上溢時(shí)機(jī)，當(dāng)定時(shí)器的計(jì)數(shù)器中數(shù)值達(dá)到了自動(dòng)重裝載寄存器規(guī)定的值，計(jì)數(shù)器就要?dú)w零。也就是說(shuō)自動(dòng)重裝載寄存器決定了定時(shí)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(dòng)重裝載寄存器和預(yù)加載寄存器的區(qū)別與聯(lián)系

當(dāng)“TIMx_CR1.ARPE = 1”的時(shí)候，STM32中有自動(dòng)重裝載寄存器和預(yù)加載寄存器(TIMx_ARR)。

預(yù)加載寄存器是自動(dòng)重裝載寄存器的“影子”，也就是預(yù)加載寄存器是自動(dòng)重裝載寄存器的緩沖器。自動(dòng)重裝載寄存器的功能在2點(diǎn)已經(jīng)說(shuō)明，但是自動(dòng)重裝載寄存器不是用戶用程序可以直接進(jìn)行操作的，用戶需要借助于預(yù)加載寄存器(緩沖區(qū))才能訪問(wèn)它。

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

這是什么一個(gè)概念呢?

在定時(shí)器一個(gè)周期結(jié)束的時(shí)候，產(chǎn)生了一個(gè)更新中斷，我們?cè)谥袛喾?wù)程序中修改預(yù)加載寄存器(TIMx_ARR)，但是并沒(méi)有直接寫入到自動(dòng)重裝載寄存器。在中斷剛一產(chǎn)生的時(shí)候(早于我們的服務(wù)程序)，原來(lái)TIMx_ARR的值被硬件自動(dòng)裝入自動(dòng)重裝載寄存器中。所以下一個(gè)定時(shí)器周期的長(zhǎng)度取決于“原來(lái)TIMx_ARR的值”，而非我們?cè)谥袛喾?wù)程序中的修改值。

那么什么時(shí)候，我們的修改值才起作用呢?

當(dāng)下一個(gè)定時(shí)器周期結(jié)束的時(shí)候，我們對(duì)TIMx_ARR的修改值就被硬件自動(dòng)寫入到自動(dòng)重裝載寄存器中，所以我們的修改值在下下個(gè)定時(shí)器周期才起作用。

而當(dāng)“TIMx_CR1.ARPE = 0”的時(shí)候，STM32中只有自動(dòng)重裝載寄存器(TIMx_ARR)，沒(méi)有預(yù)加載寄存器。自動(dòng)重裝載寄存器沒(méi)有緩沖區(qū)，對(duì)TIMx_ARR的修改，也就是直接對(duì)自動(dòng)重裝載寄存器的修改。

這種情形又怎樣看呢?

在定時(shí)器一個(gè)周期結(jié)束的時(shí)候，產(chǎn)生了一個(gè)更新中斷，我們?cè)谥袛喾?wù)程序中修改自動(dòng)重裝載寄存器(TIMx_ARR)。所以下一個(gè)定時(shí)器周期的定時(shí)長(zhǎng)度要取決于我們的這個(gè)修改值。

總結(jié)：

① TIMx_CR1.ARPE = 0，自動(dòng)重裝載寄存器沒(méi)有緩沖區(qū)，對(duì)TIMx_ARR的修改直接影響下一個(gè)周期的定時(shí)長(zhǎng)度。

② TIMx_CR1.ARPE = 1，自動(dòng)重裝載寄存器有緩沖區(qū)，對(duì)TIMx_ARR的修改影響的是下下一個(gè)周期的定時(shí)長(zhǎng)度。

③ TIMx_CR1.ARPE = 1，自動(dòng)重裝載寄存器有緩沖區(qū)預(yù)加載寄存器(TIMx_ARR)，預(yù)加載寄存器更新到自動(dòng)重裝載寄存器的時(shí)機(jī)是：當(dāng)定期器一個(gè)定時(shí)周期結(jié)束產(chǎn)生一個(gè)更新事件的時(shí)候。

④ TIMx_CR1.ARPE = 1，注意我們?cè)趯懗绦虻臅r(shí)候，給TIMx_ARR賦值，并沒(méi)有真正的寫入到自動(dòng)重裝載寄存器中，而是寫入到了預(yù)加載寄存器中。

當(dāng)我們需要定時(shí)器以T1和T2交替工作：

⑤ TIMx_CR1.ARPE = 0，自動(dòng)重裝載寄存器沒(méi)有緩沖區(qū)，我們是在T1定時(shí)周期已經(jīng)開(kāi)始一會(huì)兒的時(shí)候，才去設(shè)定定時(shí)周期T1長(zhǎng)度;在T2定時(shí)周期已經(jīng)開(kāi)始一會(huì)兒的時(shí)候，才去設(shè)定定時(shí)周期T2長(zhǎng)度。因?yàn)楫?dāng)T1結(jié)束的時(shí)候，中斷發(fā)生后，我們?cè)谥袛喑绦蛑性O(shè)定定時(shí)周期為T2。其實(shí)，此時(shí)定時(shí)器周期T2已經(jīng)開(kāi)始一段時(shí)間了。要知道定時(shí)器一個(gè)周期結(jié)束的時(shí)候，硬件自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)周期的計(jì)數(shù)，而不受軟件的控制。

⑥ TIMx_CR1.ARPE = 1，自動(dòng)重裝載寄存器有緩沖區(qū)，我們是在T1定時(shí)周期一開(kāi)始，就去設(shè)定定時(shí)周期T1的長(zhǎng)度;在T2定時(shí)周期一開(kāi)始，就去設(shè)定定時(shí)周期T2的長(zhǎng)度。因?yàn)楫?dāng)T1結(jié)束的時(shí)候，更新事件產(chǎn)生(中斷也發(fā)生)，(我們?cè)谏弦粋€(gè)定時(shí)周期的中斷程序中已經(jīng)設(shè)定定時(shí)周期為T2)，TIMx_ARR中的T2值被硬件更新進(jìn)入到自動(dòng)重裝載寄存器中。

⑦ 當(dāng)T1、T2兩個(gè)周期都很大的時(shí)候，需要ticks比較多，兩種方式都不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

但是當(dāng)T1、T2兩個(gè)周期都很小的時(shí)候，需要ticks比較少，對(duì)于“TIMx_CR1.ARPE = 0”的情況，就有可能出現(xiàn)問(wèn)題。因?yàn)橛锌赡茉赥1定時(shí)周期已經(jīng)超過(guò)T1時(shí)間長(zhǎng)度的時(shí)候，才去設(shè)定定時(shí)周期T1;在T2周期已經(jīng)超過(guò)T2時(shí)間長(zhǎng)度的時(shí)候，才去設(shè)定定時(shí)周期T2。

總結(jié)：

在需要不斷切換定時(shí)器的周期時(shí)，而且周期都比較短，程序員需要通過(guò)預(yù)加載寄存器配合自動(dòng)重裝載寄存器，來(lái)操作定時(shí)器，以保證定時(shí)器周期的平穩(wěn)過(guò)渡。

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