單片機中各種周期的關(guān)系與定時器原理2
1)計數(shù)器三種計數(shù)模式
向上計數(shù)模式:從0開始,計到arr預(yù)設(shè)值,產(chǎn)生溢出事件,返回重新計時
向下計數(shù)模式:從arr預(yù)設(shè)值開始,計到0,產(chǎn)生溢出事件,返回重新計時
中央對齊模式:從0開始向上計數(shù),計到arr產(chǎn)生溢出事件,然后向下計數(shù),計數(shù)到1以后,又產(chǎn)生溢出,然后再從0開始向上計數(shù)。(此種技術(shù)方法也可叫向上/向下計數(shù))
2)上等控制定時器(TIM1和TIM8)
兩個上等控制定時器(TIM1和TIM8)可以被看成是分配到6個通的三三相PWM發(fā)生器,它具有帶死區(qū)插入的互補PWM輸出,還可以被當(dāng)成完整的通用定時器。四個獨立的通道可以用于:
(1)輸入捕獲
(2)輸出比較
(3)產(chǎn)生PWM(邊緣或中心對齊模式)
(4)單脈沖輸出
配置為16位標(biāo)準(zhǔn)定時器時,它與TIMX定時器具有相同的功能。配置為16位PWM發(fā)生器時,它具有全調(diào)制能力(0~100%)。在調(diào)試模式下,計數(shù)器可以被凍結(jié),同時PWM輸出被禁止,從而切斷由這些輸出所控制的開關(guān)。很多功能都與標(biāo)準(zhǔn)的TIM定時器相同,內(nèi)部結(jié)構(gòu)也相同,因此上等控制定時器可以通過定時器鏈接功能與TIM定時器協(xié)同操作,提供步或事件鏈接功能。
3)通用定時器(TlMx)
STM32F103XC、STM32F103XD和STM32F103XE增強型系列產(chǎn)品中,內(nèi)置了多達4 個可同步運行的標(biāo)準(zhǔn)定時器(TIM2、TIM3、TIM4和TIM5)。每個定時器都有一個16位的自動加載遞加/遞減計數(shù)器、一個16位的預(yù)分頻器和4個獨立的通道,每個通道都可用于輸入捕獲、輸出比較、PWM和單脈沖模式輸出,在*大的封裝配置中可提供*多16個輸入捕獲、輸出比較或PWM通道。它們還能通過定時器鏈接功能與上等控制定時器共同工作,提供同步或事件鏈接功能。在調(diào)試模式下,計數(shù)器可以被凍結(jié)。任一標(biāo)準(zhǔn)定時器都能用于產(chǎn)生:PWM輸出。每個定時器都有獨立的DMA請求機制。
這些定時器還能夠處理增量編碼器的信號,也能處理1至3個霍爾傳感器的數(shù)字輸出。
4)基本定時器-TlM6和TIM7
這2個定時器主要是用于產(chǎn)生:DAC觸發(fā)信號,也可當(dāng)成通用的16位時基計數(shù)器。獨立看門 狗獨立的看門狗是基于一個12位的遞減計數(shù)器和一個8位的預(yù)分頻器,它由一個內(nèi)部獨立的40kHz的RC振蕩器提供時鐘; 因為這個RC振蕩器獨立于主時鐘,所以它可運行于停機和待機模式。它可以被當(dāng)成看門狗用于在發(fā)生問題時復(fù)位整個系統(tǒng),或作為一個自由定時器為應(yīng)用程序提供超時管理。通過選項字節(jié)可以配置成是軟件或硬件啟動看門狗。在調(diào)試模式下,計數(shù)器可以被凍結(jié)。
5)窗口看門狗
窗口看門狗內(nèi)有一個7位的遞減計數(shù)器,并可以設(shè)置成自由運行。它可以被當(dāng)成看門狗用于在發(fā)生問題時復(fù)位整個系統(tǒng)。它由主時鐘驅(qū)動,具有早期預(yù)警中斷功能; 在調(diào)試模式下,計數(shù)器可以被凍結(jié)。
6)系統(tǒng)時基定時器
這個定時器是專用于實時操作系統(tǒng),也可當(dāng)成一個標(biāo)準(zhǔn)的遞減計數(shù)器。它具有下述特性:
(1)24位的遞減計數(shù)器
(2)自動重加載功能
(3)當(dāng)計數(shù)器為0時能產(chǎn)生一個可屏蔽系統(tǒng)中斷
(4)可編程時鐘源
7)通用定時器的時鐘來源;
a:內(nèi)部時鐘(CK_INT)
b:外部時鐘模式1:外部輸入腳(TIx)
c:外部時鐘模式2:外部觸發(fā)輸入(ETR)
d:內(nèi)部觸發(fā)輸入(ITRx):使用一個定時器作為另一個定時器的預(yù)分頻器
8)通用定時期內(nèi)部時鐘的產(chǎn)生:
從截圖可以看到通用定時器(TIM2-7)的時鐘不是直接來自APB1,而是通過APB1的預(yù)分頻器以后才到達定時器模塊。
當(dāng)APB1的預(yù)分頻器系數(shù)為1時,這個倍頻器就不起作用了,定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率;
當(dāng)APB1的預(yù)分頻系數(shù)為其它數(shù)值(即預(yù)分頻系數(shù)為2、4、8或16)時,這個倍頻器起作用,定時器的時鐘頻率等于APB1時鐘頻率的兩倍。

這里要分析一下幾個概念,也是理解定時器的功能的核心概念,通用定時器有些類似于操作系統(tǒng)的定時器節(jié)拍,可以在定時器采用的時鐘源的基礎(chǔ)上再進行分頻,然后再設(shè)定溢出大小,進而實現(xiàn)定時的功能,當(dāng)然自動重載功能更不再話下。
預(yù)分頻的功能是使定時器在APB時鐘的基礎(chǔ)上再一次分頻,使其獨立的運行。就像上述代碼中舉例,預(yù)分頻系數(shù)設(shè)定為36000-1,則表示該定時器的 時鐘頻率就變成了72MHz/36000 = 2KHz,而“計數(shù)溢出大小”可以理解為自動裝載數(shù)值,表示每隔x個計數(shù)溢出一次,可以產(chǎn)生1次中斷,當(dāng)然這個頻率是經(jīng)過預(yù)分頻后的頻率。
所以從上述的分析可知,定時器的定時時間計算為:
Tout = (TIM_Period+1)*(TIM_Prescaler+1)/72000000
在本程序案例中:Tout= 2000*36000/72000000=1s
需要注意的是,公式中的72000000的使用,是因為該定時器采用的時鐘源為72MHz,如果配置成別的時鐘源,則相應(yīng)公式也應(yīng)該改變。
另外TIM_ClockDivision為時鐘分割,這個簡單的講,就是定時器的數(shù)字濾波功能,設(shè)置成默認即可。