正点原子--STM32基本定时器学习笔记(2)

目录

[1. 相关寄存器介绍](#1. 相关寄存器介绍)

[1.1 控制寄存器 1(TIMx_CR1)​编辑](#1.1 控制寄存器 1(TIMx_CR1)编辑)

[1.2 DMA/中断使能寄存器(TIMx_DIER)](#1.2 DMA/中断使能寄存器(TIMx_DIER))

[1.3 状态寄存器(TIMx_SR)](#1.3 状态寄存器(TIMx_SR))

[1.4 计数器(TIMx_CNT)](#1.4 计数器(TIMx_CNT))

[1.5 预分频器(TIMx_PSC)](#1.5 预分频器(TIMx_PSC))

[1.6 自动重装载寄存器(TIMx_ARR)](#1.6 自动重装载寄存器(TIMx_ARR))

[2. 工程建立](#2. 工程建立)

[3. 导入tim.c文件](#3. 导入tim.c文件)

[4. 相关HAL库函数介绍](#4. 相关HAL库函数介绍)

[4.1 HAL_TIM_Base_Init()](#4.1 HAL_TIM_Base_Init())

[4.2 HAL_TIM_Base_MspInit()](#4.2 HAL_TIM_Base_MspInit())

[4.3 HAL_TIM_Base_Start_IT()](#4.3 HAL_TIM_Base_Start_IT())

[5. 编写代码](#5. 编写代码)


书接上文,本篇是对基本定时器实验部分进行总结!

实验目标:通过TIM6基本定时器定时500ms,让LED0每隔500ms闪烁。

解决思路:使用定时器6,实现500ms产生一次定时器更新中断,在中断里执行"翻转LED0"。

定时器什么时候会产生更新中断呢?

有两种情况:第一种是定时器计数到ARR值后溢出,这时会伴随更新事件和更新中断的产生;第二种是通过软件的方式,设置UG位产生软件的更新中断,从而产生更新中断。


1. 相关寄存器介绍

首先我们来学习**控制寄存器 1(TIMx_CR1)、DMA/中断使能寄存器(TIMx_DIER)、状态寄存器(TIMx_SR)、计数器(TIMx_CNT)、预分频器(TIMx_PSC)、自动重装载寄存器(TIMx_ARR)**的功能。

1.1 控制寄存器 1(TIMx_CR1)

首先介绍位7,由上篇理论部分的笔记中我们知道:

影子寄存器:是实际起作用的寄存器,不能直接访问,而ARPE位决定了ARR是否具有缓冲,当设置为有缓冲时,ARR的预装载寄存器写入某个值,这个值不会立即起作用,必须等到更新事件发生时,才会把ARR的预装载寄存器的值转移到影子寄存器,从而真正起作用生效;而设置无缓冲时,给ARR的预装载寄存器写入某个值,它会立即转移到影子寄存器中,会立即生效。(立即生效的时间可能在ns或是us级)

预装载寄存器实际上起到一个缓冲的作用。

比如:我们想让LED灯实现亮1s灭2s的功能,那么我们就需要对应操作ARR寄存器的值。假设系统时钟为72MHz,定时器预分频系数为7200,72000000/(7199+1)=10000,定时器将以10KHz的频率计数,即1s计10000个数,那么ARR值就为9999,倘若定时2s,ARR值需要修改为19999。

当ARPE配置为0,即ARR寄存器无缓冲时,我们先把ARR的值设为9999,定时1s,1s时间到达之后,需要再次操作ARR寄存器的值变为19999来定时2s,而操作ARR寄存器也需要一定时间(可能是ns或us级),相对于秒级来说微秒可以忽略不计了,但是如果定时的是50us,而操作ARR寄存器的时间也是微秒级,那就会有误差了!

当ARPE配置为1,即ARR寄存器有缓冲时,先让ARR设为9999生效,定时1s,这时我们再次修改ARR的值为19999,当1s到之后更新事件发生,才会把19999从ARR预装载寄存器转移到影子寄存器,从而节省了操作ARR寄存器的时间,精度也会很准确!

总结一下:有缓冲,提前写入,减少误差;无缓冲,按时写入,有误差。

再者介绍位0(CEN:计数器使能),默认情况下该位为0,计数器是关闭的状态;开启时把该位置1。

总结控制寄存器1在该实验的功能:用于设置ARR寄存器是否具有缓冲,使能/关闭计数器

1.2 DMA/中断使能寄存器(TIMx_DIER)

默认条件下,位8和位0都是0都是禁止状态。

当把位8置1即使能更新DMA请求,计数器计数溢出时就会产生DMA请求;

同理,把位0置1,当计数器溢出时会产生更新中断。此次实验用到了位0,没有用到位8。

总结中断使能寄存器在该实验的功能:用于使能更新中断

1.3 状态寄存器(TIMx_SR)

该寄存器只有位0有效,当计数器溢出时产生更新中断,该位被硬件置1,由程序编写清除。

总结:用于判断是否发生了更新中断,由硬件置1,软件清零

1.4 计数器(TIMx_CNT)

16位的计数器,实时数值,可用于设置计时器初始值,范围:0~65535

1.5 预分频器(TIMx_PSC)

用于设置预分频系数,范围:0~65535,实际预分频系数等于PSC+1。

1.6 自动重装载寄存器(TIMx_ARR)

当更新时间发生时,才会把预装载寄存器的值传送到其对应的影子寄存器当中,用于设置自动重装载值,范围:0~65535。

总结:预分频器和自动重装载寄存器实际起作用的都是对应的影子寄存器。


2. 工程建立

介绍完相关寄存器之后,现在开始实操训练了。也是以正点原子HAL库实验1 跑马灯实验为基础 ,相当于是工程模板了,我们复制工程,在"Drivers--BSP "目录下建立**TIMER文件夹,**并创建tim.c和tim.h文件;

3. 导入tim.c文件

导入方法和上篇帖子一样,不清楚的小伙伴可以参考⬇⬇⬇⬇⬇

正点原子--STM32中断系统学习笔记(2)

在tim.h文件中添加这部分代码(之后自己新建的.c和.h文件都会按照此模板创建)

cpp 复制代码
#ifndef _TIM_H
#define _TIM_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"

#endif

重要的一点是要添加hal库tim的驱动文件!!!不然编译不通过

4. 相关HAL库函数介绍

4.1 HAL_TIM_Base_Init()

我们找到这个函数的定义,分别去HAL_StatusTypeDef和TIM_HandleTypeDef里面看看。

返回值:

形参为定时器的句柄 :

下图为TIM6定时器的基地址

定时器初始化结构体成员:

Prescaler/*预分频系数*/ 对应操作PSC寄存器;

CounterMode/*计数模式*/ 基本定时器只有向上计数模式;

Period/*自动重载值*/ 对应操作ARR寄存器;

ClockDivision/*时钟分频因子*/ 基本定时器无该寄存器,只有通用/高级寄存器才需要配置;

RepetitionCounter/*重复计数器寄存器的值*/ 基本/通用定时器都无该寄存器,只有高级定时器才有用

AutoReloadPreload/*自动重载预装载使能*/ 对应控制寄存器1的位7:ARPE

在这次实验当中,我们只用到了三个:Prescaler、Period、AutoReloadPreload.

4.2 HAL_TIM_Base_MspInit()

该函数没有对应的寄存器,__weak是弱定义,用户可自己编写,主要在函数里存放NVIC、CLOCK、GPIO初始化代码。

4.3 HAL_TIM_Base_Start_IT()

中断处理函数和更新中断回调函数在之前的中断帖子有介绍,大同小异!

正点原子--STM32中断系统学习笔记(1)

5. 编写代码

配置思路:我们按照正点原子给的步骤一步步来配置,最重要的是学习配置思路,一通百通!!

①在定时器中断初始化函数里对定时器的参数进行配置(包括:基地址、自动重装载值、预分频值),以及使能更新中断并开启计数器;

②在定时器基础MSP初始化函数里,先进行检测是否为TIM6定时器,如果是TIM6,那么就使能TIM6时钟,并设置中断优先级和使能中断;这点和标准库配置有些差别,标准库是一开始就先使能时钟,而HAL库是在这个函数里完成那些功能!

③在TIM6中断服务函数 里调用定时器中断公共处理函数 ,在定时器中断公共处理函数里进行清中断标志位 ,调用定时器中断回调函数HAL_TIM_IC_CaptureCallback()的操作。

④ 在定时器溢出中断回调函数里,先进行检测是否为TIM6定时器,如果是TIM6,那么就进行LED0的翻转。

执行流程:

在main函数里先进行定时器中断初始化 配置,tim_it_init(4999, 7199);

定时500ms,时间一到便会产生定时器更新中断,进入TIM6中断服务函数,执行定时器中断公共处理函数(进行清中断标志位 ,调用**定时器中断回调函数,**在回调函数里进行LED灯的翻转)

以下是tim.c的代码:

cpp 复制代码
#include "./BSP/TIMER/tim.h"
#include "./BSP/LED/led.h"

TIM_HandleTypeDef tim_handle;

/* 定时器中断初始化函数 */
void tim_it_init(uint16_t arr, uint16_t psc)
{
	tim_handle.Instance = TIM6;
	tim_handle.Init.Prescaler = psc;
	tim_handle.Init.Period = arr;
	HAL_TIM_Base_Init(&tim_handle);		        /* 配置定时器基础工作参数 */
	HAL_TIM_Base_Start_IT(&tim_handle);		    /* 使能更新中断并启动计数器 */
}

/* 定时器基础MSP初始化函数 */
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance == TIM6)						/* 判断定时器的基地址是否为TIM6 */
	{
		__HAL_RCC_TIM6_CLK_ENABLE();			    /* 使能定时器6时钟 */
		HAL_NVIC_SetPriority(TIM6_IRQn, 0, 0);		/* 设置优先级 */
		HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM6_IRQn);				/* 使能中断 */
	}
}

/* 定时器6中断服务函数 */
void TIM6_IRQHandler(void)
{
	HAL_TIM_IRQHandler(&tim_handle);		/* 定时器中断公共处理函数 */
}

/* 定时器溢出中断 中断回调函数 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance == TIM6)			/* 判断定时器的基地址是否为TIM6 */
	{
		LED0_TOGGLE();
		LED1_TOGGLE();
	}
}

main.c代码:

cpp 复制代码
#include "stm32f1xx_it.h"
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/TIMER/tim.h"

int main(void)
{
    HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);         /* 设置时钟,72M */
    delay_init(72);                             /* 初始化延时函数 */
    led_init();                                 /* 配置STM32操作LED相关的寄存器 */
    tim_it_init(4999, 7199);					/* 初始化定时器 */
    
	while(1){}
}

以上就是基本定时器实验的所有内容了!


本篇完。

本人博客仅代表个人见解方便记录成长笔记。

若有不足,请指出,感谢您的阅读!

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