stm32 TIM定时器[操作寄存器+库函数]

stm32配备了2个高级定时器TIM1和TIM8，4个通用定时器 TIM2,TIM3,TIM4和TIM5，还有两个基本定时器TIM6和TIM7。 高级定时器常用于电机控制，因为其加入了死区控制，紧急制动，定时器同步等高级特性。基本定时器可以为数模转化器提供准确的时间基准。

stm32的通用定时器由一个通过可编程预分频器驱动的16位自动装载计数器构成。通用定时器可以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。

通用计时器的使用，需要先配置一个时基单元，就是设定一个基准时间，确定计数一次耗去的时间，可以设定在几个微妙到几个毫秒之间。

通用定时器的都有4个独立通道（TIMx_CH1~4），这些通道可以用来作为：

• 输入捕获
• 输出比较
• PWM生成
• 单脉冲模式输出
  时基单元核心部件是一个16位分频器，通过对定时器时钟的分频实现确定时间基准的功能。
  根据手册可以知道 基准时钟的计算公式：     
  T = (分频寄存器+1)/TIM时钟 
  需要注意的是TIM时钟的大小，以TIM2为例，虽然其挂载在APB1总线上，PCLK时钟为36Mhz，但TIM2得到的却是72Mhz。所有挂载在APB1总线上的通用定时器时钟频率都为72Mhz;
  通用寄存器的四个通道，每一个通道相当于一个中断触发源，可以设置一个计数值，当TIM计数值和此计数值相等时，触发中断。 
  本例实现以TIM2为例产生一组不同频率的时钟，使4个LED不同频率闪烁

直接操作寄存器

首先是控制寄存器（TIMx_CR1）,该寄存器各位描述如下：

需要注意的是

ARPE位 :要开启自动重装必须将此为置1；

DIR位：  0：计数器向上计数；    1：计数器向下计数。 注：当计数器配置为中央对齐模式或编码器模式时，该位为只读。

CEN位：计数器使能位

计数器中断使能寄存器：

TIE:触发中断使能位；

UIE:允许更新中断位，允许由更新事件来产生中断;

• 更新事件包括: 计数器向上/向下溢出，计数器初始化

• 触发时间包括：计数器启动，停止，初始化

  CC1IE~CC4IE：允许捕获/比较1~4中断
  TDE,UDE,CC1DE~CC4DE为DMA相关中断设置，这里不讨论。
  预分频寄存器（TIMx_PSC），低16位有效,该寄存器用于设置时钟进行分频，然后提供给计数器作为时钟。
  自动重装载寄存器（TIMx_ARR）,低16位有效。
  状态寄存器（TIMx_SR），该寄存器用于标识当前与定时器相关的各种事件和中断是否发生。
  描述如下：
  
  UIF：更新中断标记 (Update interrupt flag)  当产生更新事件时该位由硬件置’1’。它由软件清’0’。

• 若TIMx_CR1寄存器的UDIS=0、URS=0，当TIMx_EGR寄存器的UG=1时产生更新事件(软件对计数器CNT重新初始化)；

•  若TIMx_CR1寄存器的UDIS=0、URS=0，当计数器CNT被触发事件重初始化时产生更新事件。
  CC1IF~CC4IF：捕获/比较1~4 中断标记 (Capture/Compare 1 interrupt flag)
  TIF：触发器中断标记 (Trigger interrupt flag)  
  当发生触发事件(当从模式控制器处于除门控模式外的其它模式时，在TRGI输入端检测到有效边沿，或门控模式下的任一边沿)时由硬件对该位置’1’。它由软件清’0’。
  代码如下：（system.h 和 stm32f10x_it.h 等相关代码参照 stm32 直接操作寄存器开发环境配置）
  User/main.c

  #include <stm32f10x_lib.h>
  #include “system.h”
  #include “tim.h”     

void Gpio_Init(void);

int main(void)
{

Rcc_Init(9);              //系统时钟设置
//Usart1_Init(72,9600);    //设置系统时钟和波特率

// 相关TIM_x,CCR_x参数定义tim.h文件

Tim_Init(TIM_2,65535,7199);  //初始化TIM2定时器，设定重装值和分频值

Tim_CCR_Set(TIM_2,CCR_1,40000); 
Tim_CCR_Set(TIM_2,CCR_2,20000);
Tim_CCR_Set(TIM_2,CCR_3,10000);
Tim_CCR_Set(TIM_2,CCR_4,5000);

Nvic_Init(0,0,TIM2_IRQChannel,0);      //设置抢占优先级为0，响应优先级为0，中断分组为0

Gpio_Init();

while(1);

}

void Gpio_Init(void)
{
RCC->APB2ENR|=1<<2; //使能PORTA时钟

GPIOA->CRL&=0x0000FFFF; // PA0~3设置为浮空输入，PA4~7设置为推挽输出
GPIOA->CRL|=0x33334444; 
//GPIOA->ODR &=0xFFFFFFF0;

//USART1 串口I/O设置

//GPIOA -> CRH&=0xFFFFF00F;   //设置USART1 的Tx(PA.9)为第二功能推挽，50MHz；Rx(PA.10)为浮空输入
//GPIOA -> CRH|=0x000008B0;      

}

User/stm32f10x_it.c

#include “stm32f10x_it.h”

#include “system.h”

#define LED0 PAout(4)

#define LED1 PAout(5)

#define LED2 PAout(6)

#define LED3 PAout(7)

void TIM2_IRQHandler(void)
{
if(TIM2->SR&0x02) //捕获比较中断1触发
{
LED0 = !LED0;

    TIM2 ->CCR1 = TIM2 -> CNT + 40000;     //更新捕获/比较1的值

    TIM2->SR &= 0xFD;  //清除捕获比较中断
}

if(TIM2->SR&0x04)   //捕获比较中断2触发
{
    LED1 = !LED1;        
    TIM2 ->CCR2 = TIM2 -> CNT + 20000;

    TIM2->SR &= 0xFB;  //清除捕获比较中断
}

if(TIM2->SR&0x08)   //捕获比较中断3触发
{
    LED2 = !LED2;    

    TIM2 ->CCR3 = TIM2 -> CNT + 10000;
    TIM2->SR &= 0xF7;  //清除捕获比较中断

}

if(TIM2->SR&0x10)   //捕获比较中断4触发
{
    LED3 = !LED3;

    TIM2 ->CCR4 = TIM2 -> CNT + 5000;    
    TIM2->SR &= 0x0F;  //清除捕获比较中断

}

TIM2->SR &= ~(1<<0);    //清除中断

}

Library/src/tim.c

#include <stm32f10x_lib.h>     

#include “tim.h”

//通用定时器初始化
//参数说明：TIM_x 为选择定时器 TIM_1为通用寄存器1又一次类推（定义于tim.h）, arr为自动重装值 ；psc 为时钟预分频数
//待完善 目前只支持TIM2
void Tim_Init(u8 TIM_x,u16 arr,u16 psc)
{
switch(TIM_x)
{
case 1 :{

        RCC->APB2ENR |=1<<11;

        break;
    }

    case 2 :{
        RCC->APB1ENR |=1<<0;

        TIM2->ARR = arr;            //设定自动重装值
        TIM2->PSC = psc;            //设定预分频值
        TIM2->DIER |= 1<<0;            //允许更新中断
        TIM2->DIER |= 1<<6;            //允许触发中断

        TIM2->CR1 |= 0x81;            //使能定时器，自动重装允许                         

        break;
    }

    case 3 :{
        RCC->APB1ENR |=1<<1;

        break;
    }
    case 4 :{
        RCC->APB1ENR |=1<<2;                

        break;
    }

    case 5 :{
        RCC->APB1ENR |=1<<3;        

        break;
    }
     case 6 :{

        RCC->APB1ENR |=1<<4;

        break;
    }    
     case 7 :{

        RCC->APB1ENR |=1<<5;    

        break;
    }

     case 8 :{

        RCC->APB2ENR |=1<<13;

        break;
    }

}

}

//捕获比较值设定函数
//参数说明：
// TIM_x 为选择定时器 TIM_1为通用寄存器1又一次类推（定义于tim.h）
// CCR_x 为选择捕获/比较寄存器（1~4）（定义于tim.h）
// val 为要设定的捕获/比较寄存器的值
// 待完善，目前只支持TIM2

void Tim_CCR_Set(u8 TIM_x,u8 CCR_x,u32 val)
{
switch(TIM_x)
{
case 1 :{
break;
}

    case 2 :{

        TIM2->DIER |= 1 << CCR_x;            //开启相应允许捕获/比较中断

        switch(CCR_x){

            case 1: {
                TIM2 ->CCR1 = val;         //设置捕获/比较1的值 
                break;
            }

            case 2: {
                TIM2 ->CCR2 = val;         //设置捕获/比较2的值 
                break;
            }

            case 3: {
                TIM2 ->CCR3 = val;         //设置捕获/比较3的值 
                break;
            }

            case 4: {
                TIM2 ->CCR4 = val;         //设置捕获/比较4的值 
                break;
            }
        }

        break;
    }

    case 3 :{
        break;
    }
    case 4 :{
        break;
    }

    case 5 :{
        break;
    }
     case 6 :{
        break;
    }    
     case 7 :{
        break;
    }

     case 8 :{
        break;
    }

}

}

Library/inc/tim.h

#include <stm32f10x_lib.h>

#define TIM_1 0x01

#define TIM_2 0x02

#define TIM_3 0x03

#define TIM_4 0x04

#define TIM_5 0x05

#define TIM_6 0x06

#define TIM_7 0x07

#define TIM_8 0x08

#define CCR_1 0x01

#define CCR_2 0x02

#define CCR_3 0x03

#define CCR_4 0x04

void Tim_Init(u8 TIM_x,u16 arr,u16 psc);
void Tim_CCR_Set(u8 TIM_x,u8 CCR_x,u32 val);

库函数操作

通用定时器有4个通道，每个通道都有6种工作模式：

TIM_OCMODE定义

TIM_OCMode	描述
TIM_OCMODE_Timging	TIM输出比较时间模式,中断时管脚无变化
TIM_OCMODE_Active	TIM输出比较时间模式,中断时管脚强制为有效电平
TIM_OCMODE_Inactive	TIM输出比较时间模式,中断时管脚强制为无效电平
TIM_OCMODE_Toggle	TIM输出比较时间模式,中断时管脚状态翻转，高变低，低变高
TIM_OCMODE_PWM1	TIM脉冲宽度调制模式1
TIM_OCMODE_PWM2	TIM脉冲宽度调制模式2

PS:至于有效电平是高还是低，要看CCER寄存器的CCxP位设置。两种PWM模式，区别在于通道的电平极性是相反的。

main.c

#include “stm32f10x.h”

vu16 CCR1_Val = 40000;
vu16 CCR2_Val = 20000;
vu16 CCR3_Val = 10000;
vu16 CCR4_Val = 5000;

void RCC_Configuration(void);
void GPIO_Configuration(void);
void NVIC_Configuration(void);
void TIM_Configuration(void);

int main(void)
{

  RCC_Configuration();
  GPIO_Configuration();
 NVIC_Configuration();
TIM_Configuration();
while(1);

}

void TIM_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 7199;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);

//TIM_PrescalerConfig(TIM2,7199,TIM_PSCReloadMode_Immediate);

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Timing;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR1_Val;
TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR2_Val;
TIM_OC2Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR3_Val;
TIM_OC3Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);
 TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR4_Val;
TIM_OC4Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);

TIM_OC1PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Disable);
TIM_OC2PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Disable);
TIM_OC3PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Disable);
TIM_OC4PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Disable);

TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_CC1|TIM_IT_CC2|TIM_IT_CC3|TIM_IT_CC4,ENABLE);

TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);

}

void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

#ifdef    VECT_TAB_RAM
    NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM,0x0);
#else
    NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,0x0);
#endif

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure); 

}

void RCC_Configuration(void)
{
/ 定义枚举类型变量 HSEStartUpStatus /
ErrorStatus HSEStartUpStatus;

  /* 复位系统时钟设置*/
  RCC_DeInit();
  /* 开启HSE*/
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
  /* 等待HSE起振并稳定*/
  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
/* 判断HSE起是否振成功，是则进入if()内部 */
  if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
  {
    /* 选择HCLK（AHB）时钟源为SYSCLK 1分频 */
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); 
    /* 选择PCLK2时钟源为 HCLK（AHB） 1分频 */
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); 
    /* 选择PCLK1时钟源为 HCLK（AHB） 2分频 */
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
    /* 设置FLASH延时周期数为2 */
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
    /* 使能FLASH预取缓存 */
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
    /* 选择锁相环（PLL）时钟源为HSE 1分频，倍频数为9，则PLL输出频率为 8MHz * 9 = 72MHz */
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
    /* 使能PLL */ 
    RCC_PLLCmd(ENABLE);
    /* 等待PLL输出稳定 */
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
    /* 选择SYSCLK时钟源为PLL */
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
    /* 等待PLL成为SYSCLK时钟源 */
    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);
  } 
  /* 打开APB2总线上的GPIOA时钟*/
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2 , ENABLE);

}

stm32f10x_it.c

#include “stm32f10x_it.h”

extern vu16 CCR1_Val;
extern vu16 CCR2_Val;
extern vu16 CCR3_Val;
extern vu16 CCR4_Val;
void TIM2_IRQHandler(void)
{
    vu16 capture=0;
    if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC1) != RESET)
    {
        GPIO_WriteBit(GPIOA , GPIO_Pin_4,(BitAction)(1-GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_4)));
        capture = TIM_GetCapture1(TIM2);
        TIM_SetCompare1(TIM2,capture + CCR1_Val);
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_CC1);
    }
    else if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC2) != RESET)
    {
        GPIO_WriteBit(GPIOA , GPIO_Pin_5,(BitAction)(1-GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_5)));
        capture = TIM_GetCapture2(TIM2);
        TIM_SetCompare2(TIM2,capture + CCR2_Val);
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_CC2);
    }
    else if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC3) != RESET)
    {
        GPIO_WriteBit(GPIOA , GPIO_Pin_6,(BitAction)(1-GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_6)));
        capture = TIM_GetCapture3(TIM2);
        TIM_SetCompare3(TIM2,capture + CCR3_Val);
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_CC3);
    }
    else
    {
        GPIO_WriteBit(GPIOA , GPIO_Pin_7,(BitAction)(1-GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_7)));
        capture = TIM_GetCapture4(TIM2);
        TIM_SetCompare4(TIM2,capture + CCR4_Val);
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_CC4);
    }
}