一、定時器分類
STM32F1 系列中，除了互聯型的產品，共有 8 個定時器，分為基本定時器，通用定時器和高階定時器。基本定時器 TIM6 和 TIM7 是一個 16 位的只能向上計數的定時器，只能定時，沒有外部 IO。通用定時器 TIM2/3/4/5 是一個 16 位的可以向上/下計數的定時器，可以定時，可以輸出比較，可以輸入捕捉，每個定時器有四個外部 IO。高階定時器 TIM1/8是一個 16 位的可以向上/下計數的定時器，可以定時，可以輸出比較，可以輸入捕捉，還可以有三相電機互補輸出訊號，每個定時器有 8 個外部 IO。

二、功能框圖剖析

基本定時器的核心是時基，通用計時器和高階定時器也有。
1、時鐘源
定時器時鐘TIMxCLK，即內部時鐘CK_INT，經APB1預分頻器後分頻提供，如果APB1 預分頻係數等於 1，則頻率不變，否則頻率乘以 2，庫函式中 APB1 預分頻的係數是 2，即 PCLK1=36M，所以定時器時鐘 TIMxCLK=36*2=72M 。
2、計數器時鐘
定時器時鐘經過 PSC 預分頻器之後，即 CK_CNT，用來驅動計數器計數。PSC 是一個16 位的預分頻器，可以對定時器時鐘 TIMxCLK 進行 1~65536 之間的任何一個數進行分頻。
具體計算方式為：CK_CNT=TIMxCLK/(PSC+1)。
3.計數器
計數器 CNT 是一個 16 位的計數器，只能往上計數，最大計數值為 65535。當計數達到自動重灌載暫存器的時候產生更新事件，並清零從頭開始計數。
4、自動重灌載暫存器
自動重灌載暫存器 ARR 是一個 16 位的暫存器，這裡面裝著計數器能計數的最大數值。當計數到這個值的時候，如果使能了中斷的話，定時器就產生溢位中斷。
5. 定時時間的計算
定時器的定時時間等於計數器的中斷週期乘以中斷的次數。計數器在 CK_CNT 的驅動下，計一個數的時間則是 CK_CLK 的倒數，等於：1/（TIMxCLK/(PSC+1)），產生一次中斷的時間則等於：1/（CK_CLK * ARR）。如果在中斷服務程式裡面設定一個變數 time，用來記錄中斷的次數，那麼就可以計算出我們需要的定時時間等於： 1/CK_CLK *(ARR+1)*time。
三、定時器初始化結構體詳解
在標準庫函式標頭檔案stm32f10x_tim.h中對定時器外設建立了四個初始化結構體，基本定時器只用到其中一個即TIM_TimeBaseInitTypeDef，其他三個在高階定時器章節講解。

 typedef struct {
 uint16_t TIM_Prescaler; // 預分頻器
 uint16_t TIM_CounterMode; // 計數模式
 uint32_t TIM_Period; // 定時器週期
 uint16_t TIM_ClockDivision; // 時鐘分頻
 uint8_t TIM_RepetitionCounter; // 重複計算器
 } TIM_TimeBaseInitTypeDef;

(1) TIM_Prescaler：定時器預分頻器設定，時鐘源經該預分頻器才是定時器時鐘，它設定TIMx_PSC 暫存器的值。可設定範圍為 0 至 65535，實現 1至 65536 分頻。
(2) TIM_CounterMode：定時器計數方式，可是在為向上計數、向下計數以及三種中心對齊模式。基本定時器只能是向上計數，即 TIMx_CNT只能從 0開始遞增，並且無需初始化。
(3) TIM_Period：定時器週期，實際就是設定自動過載暫存器的值，在事件生成時更新到影子暫存器。可設定範圍為 0至 65535。
(4) TIM_ClockDivision：時鐘分頻，設定定時器時鐘 CK_INT 頻率與數字濾波器取樣時鐘頻率分頻比，基本定時器沒有此功能，不用設定。
(5) TIM_RepetitionCounter：重複計數器，屬於高階控制暫存器專用暫存器位，利用它可以非常容易控制輸出 PWM 的個數。這裡不用設定。
雖然定時器基本初始化結構體有 5 個成員，但對於基本定時器只需設定其中兩個就可以。
四、基本定時器實驗
本實驗利用基本定時器 TIM6/7 定時 1s，1s 時間到 LED 翻轉一次。基本定時器是微控制器內部的資源，沒有外部 IO，不需要接外部電路，現只需要一個 LED 即可 。
軟體設計
編寫兩個定時器驅動檔案，bsp_TiMbase.h 和bsp_TiMbase.h，用來配置定時器中斷優先順序和和初始化定時器 。

1、 程式設計要點
(1) 開定時器時鐘 TIMx_CLK, x[6,7] ；
(2) 初始化時基初始化結構體 ；
(3) 使能 TIMx, x[6,7] update 中斷；
(4) 開啟定時器；
(5) 編寫中斷服務程式
通用定時器和高階定時器的定時程式設計要點跟基本定時器差不多，只是還要再選擇下計數器的計數模式，是向上還是向下。因為基本定時器只能向上計數，且沒有配置計數模式的暫存器，預設是向上。
2.、軟體分析
基本 定時器巨集定義

1 /********************基本定時器 TIM 引數定義，只限 TIM6、7************/
2 #define
 
 BASIC_TIM6 // 如果使用 TIM7，註釋掉這個巨集即可
3 
4 #ifdef BASIC_TIM6 // 使用基本定時器 TIM6
5 #define BASIC_TIM TIM6
6 #define BASIC_TIM_APBxClock_FUN RCC_APB1PeriphClockCmd
7 #define BASIC_TIM_CLK RCC_APB1Periph_TIM6
8 #define BASIC_TIM_IRQ TIM6_IRQn
9 #define BASIC_TIM_IRQHandler TIM6_IRQHandler
10 
11 #else // 使用基本定時器 TIM7
12 #define BASIC_TIM TIM7
13 #define BASIC_TIM_APBxClock_FUN RCC_APB1PeriphClockCmd
14 #define BASIC_TIM_CLK RCC_APB1Periph_TIM7
15 #define BASIC_TIM_IRQ TIM7_IRQn
16 #define BASIC_TIM_IRQHandler TIM7_IRQHandler
17 
18 #endif

基本定時器有 TIM6 和 TIM7，我們可以有選擇的使用，為了提高程式碼的可移植性，我們把當需要修改定時器時需要修改的程式碼定義成巨集，預設使用的是定時器 6，如果想修改成定時器 7，只需要把巨集 BASIC_TIM6 註釋掉即可。

基本定時器設定

void BASIC_TIM_Config(void)
2 {
3 TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
4 
5 // 開啟定時器時鐘,即內部時鐘 CK_INT=72M
6 BASIC_TIM_APBxClock_FUN(BASIC_TIM_CLK, ENABLE);
7 
8 // 自動重灌載暫存器周的值(計數值)
9 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=1000;
10 
11 // 累計 TIM_Period 個頻率後產生一個更新或者中斷
12 // 時鐘預分頻數為 71，則驅動計數器的時鐘 CK_CNT = CK_INT / (71+1)=1M
13 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 71;
14 
15 // 時鐘分頻因子 ，基本定時器沒有，不用管
16 //TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
17 
18 // 計數器計數模式，基本定時器只能向上計數，沒有計數模式的設定
19 //TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
20 
21 // 重複計數器的值，基本定時器沒有，不用管
22 //TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
23 
24 // 初始化定時器
25 TIM_TimeBaseInit(BASIC_TIM, &TIM_TimeBaseStructure);
26 
27 // 清除計數器中斷標誌位
28 TIM_ClearFlag(BASIC_TIM, TIM_FLAG_Update);
29 
30 // 開啟計數器中斷
31 TIM_ITConfig(BASIC_TIM,TIM_IT_Update,ENABLE);
32 
33 // 使能計數器
34 TIM_Cmd(BASIC_TIM, ENABLE);
35 
36 // 暫時關閉定時器的時鐘，等待使用
37 BASIC_TIM_APBxClock_FUN(BASIC_TIM_CLK, DISABLE)
38 }

我們把定時器設定自動重灌載暫存器 ARR 的值為 1000，設定時鐘預分頻器為 71，則驅動計數器的時鐘：CK_CNT = CK_INT / (71+1)=1M，則計數器計數一次的時間等於：1/CK_CNT=1us，當計數器計數到 ARR 的值 1000 時，產生一次中斷，則中斷一次的時間為：1/CK_CNT*ARR=1ms。
在初始化定時器的時候，我們定義了一個結構體：TIM_TimeBaseInitTypeDef，TIM_TimeBaseInitTypeDef 結構體裡面有 5 個成員，TIM6 和 TIM7 的暫存器裡面只有TIM_Prescaler 和 TIM_Period，另外三個成員基本定時器是沒有的，所以使用 TIM6 和TIM7的時候只需初始化這兩個成員即可， 另外三個成員是通用定時器和高階定時器才有，具體說明如下：

1 typedef struct {
2 TIM_Prescaler // 都有
3 TIM_CounterMode // TIMx,x[6,7]沒有，其他都有
4 TIM_Period // 都有
5 TIM_ClockDivision // TIMx,x[6,7]沒有，其他都有
6 TIM_RepetitionCounter // TIMx,x[1,8,15,16,17]才有
7 } TIM_TimeBaseInitTypeDef;

定時器中斷優先順序配置

1 // 中斷優先順序配置
2 void BASIC_TIM_NVIC_Config(void)
3 {
4 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
5 // 設定中斷組為 0
6 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);
7 // 設定中斷來源
8 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = BASIC_TIM_IRQ ;
9 // 設定主優先順序為 0
10 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
11 // 設定搶佔優先順序為 3
12 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
13 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
14 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
15 }

定時器中斷服務程式

1 void BASIC_TIM_IRQHandler (void)
2 {
3 if ( TIM_GetITStatus( BASIC_TIM, TIM_IT_Update) != RESET ) {
4 time++;
5 TIM_ClearITPendingBit(BASIC_TIM , TIM_FLAG_Update);
6 }
7 }

定時器中斷一次的時間是 1ms，我們定義一個全域性變數 time，每當進一次中斷的時候，讓 time 來記錄進入中斷的次數。如果我們想實現一個 1s 的定時，我們只需要判斷time 是否等於 1000 即可，1000 個 1ms 就是 1s。然後把 time 清 0，重新計數，以此迴圈往復。在中斷服務程式的最後，要把相應的中斷標誌位清除掉，切記。

主函式

1 int main(void)
2 {
3 /* led 埠配置 */
4 LED_GPIO_Config();
5 
6 /* 基本定時器 TIMx,x[6,7] 定時配置 */
7 BASIC_TIM_Config();
8 
9 /* 配置基本定時器 TIMx,x[6,7]的中斷優先順序 */
10 BASIC_TIM_NVIC_Config();
11 
12 /* 基本定時器 TIMx,x[6,7] 重新開時鐘，開始計時 */
13 BASIC_TIM_APBxClock_FUN(BASIC_TIM_CLK, ENABLE);
14 
15 while (1) {
16 if ( time == 1000 ) { /* 1000 * 1 ms = 1s 時間到 */
17 time = 0;
18 /* LED1 取反 */
19 LED1_TOGGLE;
20 }
21 }
22 }

函式做一些必須的初始化，然後在一個死迴圈中不斷的判斷 time 的值，time 的值在定時器中斷改變，每加一次表示定時器過了 1ms，當 time 等於 1000 時，1s 時間到，LED1翻轉一次，並把 time 清 0。

四、思考
1. 計算基本定時器一次最長定時時間，如果需要使用基本定時器產生 100s 週期事件有什麼辦法實現？
2. 修改實驗程式，在保使其每 0.5s 翻轉一次 LED1的同時在每 10s 翻轉 LED2。

引用《STM32庫開發實戰指南》