STM32 通用定时器

STM32 的定时器功能十分强大，有 TIME1 和 TIME8 等高级定时器，也有 TIME2~TIME5 等通用定时器，还有 TIME6 和TIME7 等基本定时器。

STM32 的通用定时器是一个通过可编程预分频器（PSC）驱动的 16 位自动装载计数器（CNT）构成。STM32 的通用定时器可以被用于：测量输入信号的脉冲长度(输入捕获)或者产生输出波形(输出比较和 PWM)等。   使用定时器预分频器和 RCC 时钟控制器预分频器，脉冲长度和波形周期可以在几个微秒到几个毫秒间调整。STM32 的每个通用定时器都是完全独立的，没有互相共享的任何资源。

STM3 的通用 TIMx (TIM2、TIM3、TIM4 和 TIM5)定时器功能包括：

1)16 位向上、向下、向上/向下自动装载计数器（TIMx_CNT）。

2)16 位可编程(可以实时修改)预分频器(TIMx_PSC)，计数器时钟频率的分频系数为 1～65535 之间的任意数值。

3）4 个独立通道（TIMx_CH1~4），这些通道可以用来作为： 

A．输入捕获 

B．输出比较 

C．PWM 生成(边缘或中间对齐模式) 

D．单脉冲模式输出 

4）可使用外部信号（TIMx_ETR）控制定时器和定时器互连（可以用 1 个定时器控制另外一个定时器）的同步电路。

5）如下事件发生时产生中断/DMA： 

A．更新：计数器向上溢出/向下溢出，计数器初始化(通过软件或者内部/外部触发) 

B．触发事件(计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数) 

C．输入捕获 

D．输出比较 

E．支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路 

F．触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理

定时器相关的库函数主要集中在固件库文件 stm32f10x_tim.h 和 stm32f10x_tim.c 文件中。

1）TIM3 时钟使能。

TIM3 是挂载在 APB1 之下，所以我们通过 APB1 总线下的使能使能函数来使能 TIM3。调用的函数是：

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

2）初始化定时器参数,设置自动重装值，分频系数，计数方式等。

在库函数中，定时器的初始化参数是通过初始化函数 TIM_TimeBaseInit 实现的：

voidTIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef*TIMx,TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);

第一个参数是确定是哪个定时器，这个比较容易理解。第二个参数是定时器初始化参数结构体指针，结构体类型为 TIM_TimeBaseInitTypeDef。针对 TIM3 初始化范例代码格式：

TIM_TimeBaseInitTypeDef   TIM_TimeBaseStructure;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 5000; //设置自动重载计数周期值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =7199;  //设置分频系数

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分频因子

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //设置计数方式

TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); 

3）设置 TIM3_DIER 允许更新中断。

在库函数里面定时器中断使能是通过 TIM_ITConfig 函数来实现的：

void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState)；

第一个参数是选择定时器号，这个容易理解，取值为 TIM1~TIM17。

第二个参数非常关键，是用来指明我们使能的定时器中断的类型，定时器中断的类型有很多种，包括更新中断 TIM_IT_Update，触发中断 TIM_IT_Trigger，以及输入捕获中断等等。

第三个参数就很简单了，就是失能还是使能。

例如我们要使能 TIM3 的更新中断，格式为：

TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); 

4）TIM3 中断优先级设置。

在定时器中断使能之后，因为要产生中断，必不可少的要设置 NVIC 相关寄存器，设置中断优先级。

5）允许 TIM3 工作，也就是使能 TIM3。

在配置完后要开启定时器，通过 TIM3_CR1 的 CEN 位来设置。 在固件库里面使能定时器的函数是通过 TIM_Cmd 函数来实现的：

void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)

这个函数非常简单，比如我们要使能定时器 3，方法为：

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);   //使能 TIMx 外设

6）编写中断服务函数。

在最后，还是要编写定时器中断服务函数，通过该函数来处理定时器产生的相关中断。在中断产生后，通过状态寄存器的值来判断此次产生的中断属于什么类型。然后执行相关的操作，我们这里使用的是更新（溢出）中断，所以在状态寄存器 SR 的最低位。在处理完中断之后应该向 TIM3_SR 的最低位写 0，来清除该中断标志。

在固件库函数里面，用来读取中断状态寄存器的值判断中断类型的函数是：

ITStatus TIM_GetITStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t)

该函数的作用是，判断定时器 TIMx 的中断类型 TIM_IT 是否发生中断。比如，我们要判断定时器 3 是否发生更新（溢出）中断，方法为：

if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET){}

固件库中清除中断标志位的函数是：

void TIM_ClearITPendingBit(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT) 

该函数的作用是，清除定时器 TIMx 的中断 TIM_IT 标志位。使用起来非常简单，比如我们在TIM3 的溢出中断发生后，我们要清除中断标志位，方法是：

TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update   );

/**
 * 通用定时器3中断初始化
 * 这里时钟选择为APB1的2倍，而APB1为36M
 * arr：自动重装值。
 * psc：时钟预分频数
 * 计算公式如下：
 * Tout= ((arr+1)*(psc+1))/Tclk；
 * 其中：
 * Tclk：TIM3 的输入时钟频率（单位为 Mhz）。
 * Tout：TIM3 溢出时间（单位为 us）。
 */
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); /* 时钟使能 */

    /*定时器TIM3初始化*/
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; /*周期的值*/
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc; /* 预分频值 */
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; /*设置时钟分割:TDTS = Tck_tim*/
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; /* TIM向上计数模式*/
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); /*根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位*/

    TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE); /*使能指定的TIM3中断,允许更新中断*/
    TIM3_NVIC_Init();

    TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);/*使能TIMx*/
}

/**
 * 中断3优先级NVIC设置
 */
void TIM3_NVIC_Init(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; /*TIM3中断*/
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; /*先占优先级0级*/
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; /*从优先级3级*/
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; /*IRQ通道被使能*/
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

/**
 * 定时器3中断服务程序
 */
void TIM3_IRQHandler(void)
{
    if(TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET ) /*检查TIM3更新中断发生与否*/
    {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update); /*清除TIMx更新中断标志 */
        LED0 = !LED0;
    }
}