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单片机中各种周期的关系与定时器原理2

1)计数器三种计数模式

向上计数模式:从0开始,计到arr预设值,产生溢出事件,返回重新计时

向下计数模式:从arr预设值开始,计到0,产生溢出事件,返回重新计时

中央对齐模式:从0开始向上计数,计到arr产生溢出事件,然后向下计数,计数到1以后,又产生溢出,然后再从0开始向上计数。(此种技术方法也可叫向上/向下计数)

2)上等控制定时器(TIM1和TIM8)

两个上等控制定时器(TIM1和TIM8)可以被看成是分配到6个通的三三相PWM发生器,它具有带死区插入的互补PWM输出,还可以被当成完整的通用定时器。四个独立的通道可以用于:

(1)输入捕获

(2)输出比较

(3)产生PWM(边缘或中心对齐模式)

(4)单脉冲输出

配置为16位标准定时器时,它与TIMX定时器具有相同的功能。配置为16位PWM发生器时,它具有全调制能力(0~100%)。在调试模式下,计数器可以被冻结,同时PWM输出被禁止,从而切断由这些输出所控制的开关。很多功能都与标准的TIM定时器相同,内部结构也相同,因此上等控制定时器可以通过定时器链接功能与TIM定时器协同操作,提供步或事件链接功能。

3)通用定时器(TlMx)

STM32F103XC、STM32F103XD和STM32F103XE增强型系列产品中,内置了多达4 个可同步运行的标准定时器(TIM2、TIM3、TIM4和TIM5)。每个定时器都有一个16位的自动加载递加/递减计数器、一个16位的预分频器和4个独立的通道,每个通道都可用于输入捕获、输出比较、PWM和单脉冲模式输出,在*大的封装配置中可提供*多16个输入捕获、输出比较或PWM通道。它们还能通过定时器链接功能与上等控制定时器共同工作,提供同步或事件链接功能。在调试模式下,计数器可以被冻结。任一标准定时器都能用于产生:PWM输出。每个定时器都有独立的DMA请求机制。

这些定时器还能够处理增量编码器的信号,也能处理1至3个霍尔传感器的数字输出。

4)基本定时器-TlM6和TIM7

这2个定时器主要是用于产生:DAC触发信号,也可当成通用的16位时基计数器。独立看门 狗独立的看门狗是基于一个12位的递减计数器和一个8位的预分频器,它由一个内部独立的40kHz的RC振荡器提供时钟; 因为这个RC振荡器独立于主时钟,所以它可运行于停机和待机模式。它可以被当成看门狗用于在发生问题时复位整个系统,或作为一个自由定时器为应用程序提供超时管理。通过选项字节可以配置成是软件或硬件启动看门狗。在调试模式下,计数器可以被冻结。

5)窗口看门狗

窗口看门狗内有一个7位的递减计数器,并可以设置成自由运行。它可以被当成看门狗用于在发生问题时复位整个系统。它由主时钟驱动,具有早期预警中断功能; 在调试模式下,计数器可以被冻结。

6)系统时基定时器

这个定时器是专用于实时操作系统,也可当成一个标准的递减计数器。它具有下述特性:

(1)24位的递减计数器

(2)自动重加载功能

(3)当计数器为0时能产生一个可屏蔽系统中断

(4)可编程时钟源

7)通用定时器的时钟来源;

a:内部时钟(CK_INT)

b:外部时钟模式1:外部输入脚(TIx)

c:外部时钟模式2:外部触发输入(ETR)

d:内部触发输入(ITRx):使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器

8)通用定时期内部时钟的产生:

从截图可以看到通用定时器(TIM2-7)的时钟不是直接来自APB1,而是通过APB1的预分频器以后才到达定时器模块。

当APB1的预分频器系数为1时,这个倍频器就不起作用了,定时器的时钟频率等于APB1的频率;

当APB1的预分频系数为其它数值(即预分频系数为2、4、8或16)时,这个倍频器起作用,定时器的时钟频率等于APB1时钟频率的两倍。


这里要分析一下几个概念,也是理解定时器的功能的核心概念,通用定时器有些类似于操作系统的定时器节拍,可以在定时器采用的时钟源的基础上再进行分频,然后再设定溢出大小,进而实现定时的功能,当然自动重载功能更不再话下。

预分频的功能是使定时器在APB时钟的基础上再一次分频,使其独立的运行。就像上述代码中举例,预分频系数设定为36000-1,则表示该定时器的 时钟频率就变成了72MHz/36000 = 2KHz,而“计数溢出大小”可以理解为自动装载数值,表示每隔x个计数溢出一次,可以产生1次中断,当然这个频率是经过预分频后的频率。

所以从上述的分析可知,定时器的定时时间计算为:

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,是因为该定时器采用的时钟源为72MHz,如果配置成别的时钟源,则相应公式也应该改变。

另外TIM_ClockDivision为时钟分割,这个简单的讲,就是定时器的数字滤波功能,设置成默认即可。