【STM32定时器 TIM小总结】-编程知识

STM32 TIM详解

TIM介绍
定时器类型
- 基本定时器
- 通用定时器
- 高级定时器
- 常用名词
- 时序图
- - 预分频时序
  - 计数器时序图
定时器中断配置图
- - 定时器定时
代码调试

TIM介绍

定时器（Timer）是微控制器中的一个重要模块，用于生成定时和延时信号，以及处理定时事件。在STM32系列微控制器中，定时器通常用于以下几个方面：

定时器功能： 定时器可以生成精确的定时信号，用于定时器中断、PWM（脉冲宽度调制）、计时等应用。它可以产生周期性的计数器溢出事件，也可以产生比较匹配和捕获事件。
PWM生成： 定时器可以用于产生PWM信号，用于控制电机速度、调光、音频产生等应用。
计时功能： 定时器可以用于测量时间间隔，计算时间延迟，或者用于定时测量外部事件的频率。
输入捕获和输出比较： 定时器可以用于捕获外部事件的时间戳，也可以用于与比较器进行比较，并产生相应的事件。

在STM32系列微控制器中，定时器模块非常灵活，通常包括多个独立的定时器单元，每个定时器单元都有自己的计数器、自动重载寄存器、预分频器、比较器等功能。此外，定时器模块通常还支持多种工作模式、计数模式和时钟源选择，可以满足各种不同的应用需求。

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（72MHZ/65535+1）*(65535+1)
该公式后续会说明。
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

定时器类型

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基本定时器

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为何PSC+1？PSC为0则不分频即72MHz，为1 则分频率为36Mhz也即是72MHz/1+1 =36MHz，为2则分频为72Mhz/2+1=24MHz …最大值分频值为为65535 则72MHz/65535+1

默认情况下，定时器的输入时钟源（CK_INT）与定时器预分频器的输入时钟（CK_PSC）的时钟频率是相同的。

在STM32系列微控制器中，默认情况下，定时器的输入时钟源是微控制器的主时钟（一般是内部时钟源，比如HSI或者HSI16），而定时器预分频器的输入时钟则是来自于定时器输入时钟源。因此，如果没有对定时器的时钟源进行特别的配置，那么默认情况下，CK_INT和CK_PSC的时钟频率是相同的。

通用定时器

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高级定时器

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常用名词

CK_CNT_OV：时器计数器溢出频率，即定时器溢出的频率，通常以 Hz（赫兹）为单位。
CK_CNT: 定时器计数器时钟频率，即定时器计数器的输入时钟频率，通常以 Hz 为单位。
ARR : 自动重载寄存器的值，决定了定时器计数器溢出的周期。
CK_PSC: 定时器预分频器的输入时钟频率，通常也是定时器的输入时钟频率，在这里是72MHz,不需要我们处理。
PSC : 定时器预分频器的分频系数，决定了定时器计数器时钟频率。
这些参数的英文全称分别是：
- CK_CNT_OV: Timer Counter Overflow Frequency
- CK_CNT: Timer Counter Clock Frequency
- ARR: Auto-reload Register Value
- CK_PSC: Timer Prescaler Clock Frequency
- PSC: Prescaler Value
公式(重要计算定时用):

输入时钟频率：CK_CNT = CK_PSC / (PSC + 1)
计数器溢出频率：CK_CNT_OV = CK_CNT / (ARR + 1)   
将CK_CNT= CK_PSC / (PSC + 1)带入得到下式= CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)

时序图

预分频时序

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计数器时序图

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定时器中断配置图

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需要一个一个配置，打通所在的线路配置即可。

定时器定时

计时1s如何设置计时？
1s=1/1Hz 即  t=1/f
f(频率)=计数器溢出频率;  t(时间)=1/f;  计时1s等于t=1/1(CK_CNT_OV) 故而f=CK_CNT_OV=1 ;此时CK_PSC / (PSC + 1) * (ARR + 1)=1   
又因为	CK_PSC 是预分频器的输入时钟频率，为72MHz，故而(PSC + 1) * (ARR + 1)=CK_PSC=72000000，凑PSC和ARR的值（但不要超过65535）使得式子成立即可。
这里PSC可以给7200-1  为什么-1？因为(PSC + 1) * (ARR + 1)式子PSC+1了，为了凑整数好计算取PSC=7200(注意：不要超过65535)。ARR+1=72000000/(PSC+1)=10000;

如此 1ms ,1 us的配置也就通过计算可以计算出了。

故而配置时基单元就可以这样写：

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//配置为向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//这里随便配置个其中的参数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=10000;//Auto-Reload，重装值 ARR 其值不得超过65536TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=7200;//预分频系数  根据上方公式计算  PSC，其值不得超过65536TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;//这个是高级定时器才会用到的，通用随便给个直接给0TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);

在这里插入图片描述

代码调试

使用定时器，每1s进入一次定时器中断函数，完成Num++操作，并将它显示到OLED显示屏幕上。
Timer.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
extern uint16_t Num; //Extern 声明变量在其他文件里（在main.c定义了），让编译器自己去找，这里引用的是main.c定义过的变量
void Timer_Init(void)
{RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//TIM2，通用计时器使能TIM_InternalClockConfig(TIM2);//配置为内部时钟模式TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//配置为向上计数//@72MHz  1sTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//这里随便配置个其中的参数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=10000;//Auto-Reload，重装值 ARR 其值不得超过65536TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=7200;//预分频系数PSC，其值不得超过65536TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;//这个是高级定时器才会用到的，通用随便给个直接给0TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//使能定时器中断//NVIC配置NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//分组2NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;//配置为TIM2NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//使能NVICNVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;//抢占优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;//响应优先级NVIC_Init(& NVIC_InitStructure);//一定记得启动定时器TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);}void TIM2_IRQHandler(void)
{if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET){Num++;Num%=100;//100重新计时TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);//清楚标志位}
}

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "OLED.h"  
#include "Timer.h"
uint16_t Num;//定义Num,在Timer引用
int main()
{OLED_Init();Timer_Init();while(1){OLED_ShowNum(1,1,Num,4);}}