STM32 通用定時器的定時功能 學習筆記
這節主要講下STM32 通用定時器的定時功能。
一、TIMx的時鐘源問題：
STM32有8路暫存器，包括TIM1和TIM8兩個高階定時器，TIM6和TIM7兩個基本定時器，TIM2-TIM5四個通用定時器，定時器是完全獨立的，而且沒有互相共享任何資源，它們可以一起同步操作，所有TIMx定時器在內部相連，用於定時器同步或連結。當一個定時器處於主模式時，它可以對另一個處於從模式的定時器的計數器進行復位、啟動、停止或提供時鐘等操作。其中TIM1和TIM8掛在APB2總線上，而TIM2-TIM7則掛在APB1總線上。他們所在的APB2匯流排也比APB1匯流排要好。APB2可以工作在72MHz下，而APB1最大是36MHz。
計數器時鐘可由下列時鐘源提供：
1：內部時鐘(CK_INT)
2：外部時鐘模式1：外部輸入腳(TIx)
3：外部時鐘模式2：外部觸發輸入(ETR)
4：內部觸發輸入(ITRx)：使用一個定時器作為另一個定時器的預分頻器，如可以配置一個定時器Timer1而作為另一個定時器Timer2的預分頻器。
這些時鐘，具體選擇哪個可以通過TIMx_SMCR暫存器的相關位來設定。這裡的CK_INT時鐘是從APB1倍頻的來的，除非APB1的時鐘分頻數設定為1，否則通用定時器TIMx的時鐘是APB1時鐘的2倍，當APB1的時鐘不分頻的時候，通用定時器TIMx的時鐘就等於APB1的時鐘。這裡還要注意的就是高階定時器的時鐘不是來自APB1，而是來自APB2的。2）定時器的核心：
說到定時器的核心，自然少不了兩個,一個是計數時鐘（每隔多長時間計一次），二是計多少次溢位，這兩個就共同決定了溢位時間。定時器的計數時鐘根據定時器的不同分別來自APB1或APB2，計數時鐘說白了就是要把一秒分成很多份，但由於匯流排時鐘一般在數十兆，經過分頻的APB也在數十兆，所以要把APB再分頻至更低的頻率，這就需要設定預分頻暫存器。例如當前APB1為36MHz，除非APB1的時鐘分頻數設定為1，否則通用定時器TIMx的時鐘是APB1時鐘的2倍，這時的TIMx時鐘為72MHz，因此分頻至10KHz需要設定預分頻器暫存器TIMx_PSC（如下圖）為7199，為什麼是7199而不是7200呢？
下面暫存器介紹說明了這點：計數器時鐘CK_CNT等於TIMx時鐘/（PSC+1），所以只需設定暫存器值7199就行了。
這裡10KHz的頻率相當於把一秒分為10000份，即0.0001秒，定時器每隔0.0001秒漲一次。
注：因為PSC是16位暫存器，所以值範圍為0-65535。
計數器自動重灌載暫存器TIMx_ARR，該暫存器存放的就是計數器要增加的次數（計多少次溢位）。
注：因為ARR也是16位暫存器，所以值範圍為0-65535。
這樣這兩個暫存器決定了溢位時間，接著上面的例子，如果設定ARR暫存器值為5000，那就是說定時器每隔0.0001秒漲一次，總共漲5000次，這樣就是0.5秒溢位一次。
總結下來，定時器的溢位公式為：溢位時間(秒)= ((ARR+1)*(PSC+1))/ TIMx時鐘CK_INT（MHz）
定時器的時鐘不是直接來自APB1或APB2，而是來自於輸入為APB1或APB2的一個倍頻器。
下面以定時器2~7的時鐘說明這個倍頻器的作用：當APB1的預分頻係數為1時，這個倍頻器不起作用，定時器的時鐘頻率等於APB1的頻率；
當APB1的預分頻係數為其它數值(即預分頻係數為2、4、8或16)時，這個倍頻器起作用，定時器的時鐘頻率等於APB1的頻率兩倍。
假定AHB=36MHz，因為APB1允許的最大頻率為36MHz，所以APB1的預分頻係數可以取任意數值；
當預分頻係數=1時，APB1=36MHz，TIM2~7的時鐘頻率=36MHz(倍頻器不起作用)；
當預分頻係數=2時，APB1=18MHz，在倍頻器的作用下，TIM2~7的時鐘頻率=36MHz。
答案是：APB1不但要為TIM2~7提供時鐘，而且還要為其它外設提供時鐘；
設定這個倍頻器可以在保證其它外設使用較低時鐘頻率時，TIM2~7仍能得到較高的時鐘頻率。再舉個例子：當AHB=72MHz時，APB1的預分頻係數必須大於2，因為APB1的最大頻率只能為36MHz。
如果APB1的預分頻係數=2，則因為這個倍頻器，TIM2~7仍然能夠得到72MHz的時鐘頻率。能夠使用更高的時鐘頻率，無疑提高了定時器的解析度，這也正是設計這個倍頻器的初衷。
二、TIM通用定時器配置步驟：
1.配置TIM時鐘
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);
2.定時器基本配置
void TIM2_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_DeInit(TIM2); //復位TIM2定時器
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 5-1; // 2.5ms
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 36000-1; // 分頻36000
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; // 時鐘分頻
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 計數方向向上計數
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}
TIM_Period設定了在下一個更新事件裝入活動的自動重灌載暫存器週期的值。它的取值必須在0x0000和0xFFFF之間。
TIM_Prescaler設定了用來作為TIMx時鐘頻率除數的預分頻值。它的取值必須在0x0000和0xFFFF之間。
TIM_ClockDivision的作用是做一段延時，一般在特殊場合的時候會用到，可不關心。
TIM_CounterMode選擇了計數器模式:
TIM_CounterMode_Up //TIM向上計數模式
TIM_CounterMode_Down //TIM向下計數模式
TIM_CounterMode_CenterAligned1 //TIM中央對齊模式1計數模式
TIM_CounterMode_CenterAligned2 //TIM中央對齊模式2計數模式
TIM_CounterMode_CenterAligned3 //TIM中央對齊模式3計數模式
微控制器時鐘頻率72MHz，APB1 二分頻36MHz，故TIM2自動2倍頻至72MHz，故定時器中斷頻率為72000000/36000/5=400Hz
3.使能定時器中斷TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
4.配置NVIC。
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 4;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
5.寫中斷函式
void TIM2_IRQHandler(void)
{
......//中斷處理
}