定时器

Cortex-M0+处理器中内置有一个SysTick定时器,通常用于嵌入式操作系统的多任务切换,在不使用操作系统的应用中,亦可作为其它用途,如定时、计时或者为需要周期性执行的任务提供中断源。

1.SysTick工作原理

SysTick定时器内部含有一个24位的递减计数器,当计数减至0时,会从SysTick的重装载寄存器中取值作为计数器的初始值,同时可以选择在这个时候产生中断(异常号:15)。例如设置重装载寄存器为100,那么当计数减为0时,就会重新复位为100继续递减计数。

它的特点是: 

• 24 位递减计数器 

• 自动重装载能力 

• 当计数器达到 0 时产生可屏蔽的系统中断

2.SysTick寄存器介绍

在core_cm0plus.h中展示了四种寄存器,我们将一一介绍:

typedef struct
{
     __IOM uint32_t CTRL;                   
    /*!< Offset: 0x000 (R/W)  SysTick Control and Status Register */
    __IOM uint32_t LOAD;                   
    /*!< Offset: 0x004 (R/W)  SysTick Reload Value Register */

    __IOM uint32_t VAL;                    
    /*!< Offset: 0x008 (R/W)  SysTick Current Value Register */
    __IM  uint32_t CALIB;                 
    /*!< Offset: 0x00C (R/ )  SysTick Calibration Register */
} SysTick_Type;

IOM uint32_t CTRL控制寄存器:

第0位:ENABLE,SysTick使能位(0:关闭SysTick功能,1:开启SysTick功能);

第1位:TICKINT,SysTick中断使能位(0:关闭SysTick中断,1:开启SysTick中断);

第2位:CLKSOURCE,SysTick时钟选择(1:使用HCLK,0:使用参考时钟频率);

第3为:COUNTFLAG,SysTick计数比较标志,如果在上次读取本寄存器后,SysTick已经数到0了,则该位为1,如果读取该位,该位自动清零。

__IOM uint32_t LOAD重载寄存器:

24位的寄存器,最大计数0xFFFFFF。当SysTick计数器递减至0时,重载寄存器中的值就会被重装载,继续开始递减。

__IOM uint32_t VAL当前值寄存器:

24位的寄存器,读取时返回当前计数器的计数值,写任何值都会使之清零,同时还会清除SysTick 控制寄存器中的COUNTFLAG 标志。

__IM  uint32_t CALIB校准值寄存器:

只读寄存器,主要存放10mS校准值,该值和MCU相关。

3.操控SysTick定时器

在MDK开发环境中,我们不必要非得去操作每一个寄存器,可以通过调用CW函数库中的函数来进行相关的操作。

void InitTick(uint32_t HclkFreq)

初始化SysTick滴答定时器,带入的参数为HCLK的频率,如HCLK为24MHz,则带入参数为24000000。该函数会调用uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)函数完成SysTick定时器的相关配置并启动。SysTick默认为1mS定时器,如果需要修改定时周期,则需要修改uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)函数中重装载值寄存器配置。

__STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)   

初始化系统计时器及其中断,并启动。     

(1) SysTick->LOAD  = (uint32_t)(ticks - 1UL);  

设置SysTick重装载值

(2)NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 

(1UL << __NVIC_PRIO_BITS) - 1UL);                        

设置SysTick定时器中断优先级

(3) Tick->VAL = 0UL;                          

加载SysTick计数器值

(4) SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |

                   SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   |

                   SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;     

设置SysTick IRQ中断使能,并开启SysTick定时器

4.Systick延时功能实现

对于mS级及以上的延时,可在完成SysTick定时器初始化后,通过SysTickDelay(uint32_t Delay)函数来实现,该函数的形参为需要延时的mS数。

对于uS级延时,一般通过调整__NOP 空指令数量来实现,不建议用SysTick定时器来实现,主要原因是M0+系统中固有的中断响应时间(压栈和出栈)、中断处理时间等会影响uS延时精度。

int main(void)
{ 
    __RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();   	//设置HCLK为24MHz
    InitTick( 24000000 );         		//初始化SysTick为1mS定时器
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure1 = {0} ;  //初始化对应GPIO口
    GPIO_InitStructure1.Pins = GPIO_PIN_3 ;		
    GPIO_InitStructure1.IT = GPIO_IT_NONE;
    GPIO_InitStructure1.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_Init(CW_GPIOC, &GPIO_InitStructure1);
    PC03_SETHIGH();   // LED灯置高电平,低电平有效
    while(1)
    {
    PC03_TOG(); //PC03口电平反转
    SysTickDelay (100);//延时100mS
    PC03_TOG();//PC03口电平再次反转
    SysTickDelay (100);//延时100mS 
    }
}

来源:武汉芯源半导体

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围观 54

1、单脉冲输出

定时器单脉冲输出是比较输出应用中的一种模式,所谓的单脉冲就是通过配置定时器使其在一个可控延时后,产生一个脉宽可控的脉冲。

单脉冲模式(One Pulse Mode)下,计数器响应一个激励,产生一个脉宽可调的脉冲。配置 TIMx_CR1 寄存器的OPM=1,选择单脉冲模式,触发信号有效沿或配置 CEN=1 都可以启动计数器,直到下个更新事件发生或配置 CEN=0 时,计数器停止计数。

产生脉冲的必要条件是比较值与计数器的初始值不同,所以在计数器启动之前的必要配置如下:

  • 递增计数方式:计数器 CNT < CCRx ≤ ARR。

  • 递减计数方式:计数器 CNT > CCRx。

1.png

图 1 单脉冲模式

例如,在 TI2 检测到上升沿,延迟 tDELAY 之后,在 OC2 上产生一个长度为 tPULSE 的正脉冲。配置 TI2FP2 作为触发源:

1)配置 TIMx_CCMR1 寄存器中的 CC2S = 01,将 TI2FP2 映射到 TI2。

2)配置 TIMx_CCER 寄存器中的 CC2P = 0,检测 TI2FP2 的上升沿。

3)配置 TIMx_SMCR 寄存器中的 TS = 110, TI2FP2 作为从模式控制器的触发(TRGI)。

4)配置 TIMx_SMCR 寄存器中的 SMS = 110,选择触发模式, TI2FP2 使能计数器工作。

OPM 的波形由 TIMx_ARR 和 TIMx_CCR1 决定(要考虑时钟频率和计数器预分频器):由 TIMx_CCR1寄存器的值和 CNT 初始值决定触发信号与单脉冲开始之间的延迟 tDELAY, TIMx_ARR - TIMx_CCR1 的值为脉冲的宽度 tPULSE。

下面是一个产生负脉冲的例子,即发生比较匹配时产生从 1 到 0 的波形,计数器达到预装载值时产生一个从 0 到 1 的波形:

1)配置 TIMx_CCMR1 寄存器 OC1M = 111,选择 PWM 模式 2。

2)配置 TIMx_CCER 寄存器 CC1P = 1,输出低电平有效。

3)配置 TIMx_CCMR1 中 OC1PE = 1 和 TIMx_CR1 寄存器中 ARPE=1,使能预装载寄存器。

4)配置 TIMx_CCR1 寄存器和 TIMx_ARR 寄存器。

5)配置 TIMx_EGR 寄存器 UG=1 产生一个更新事件。

6)等待在 TI2 上的一个外部触发事件。

此例中, TIMx_CR1 寄存器中的 DIR=0、 CMS=0、 OPM= 1,在下一个更新事件(当计数器从自动装载值返回到 0)时停止计数。

2、实验

2.1  实验说明

配置TIM1_CH1单脉冲输出,TIM1_CH2输入捕获,TIM1从模式选择触发模式,TIM3_CH1输出PWM,触发TIM1计数器开始计数。当TIM1_CH2捕捉到有效信号时,TIM1计数器开始计数,按照配置好的脉宽,TIM1_CH1输出一个脉冲信号。

2.2  程序编写

程序部分参考MM32提供的例程,相关代码在此基础上更改。

2.21 GPIO初始化

配置PA8作为TIM1_CH1、PA9作为TIM1_CH2

    void TIM1_GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    RCC_GPIO_ClockCmd(GPIOA, ENABLE);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_1);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin     = GPIO_Pin_8;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode    = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed   = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin     = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode    = GPIO_Mode_IPD;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed   = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

同样的,配置PB4作为TIM3_CH1,代码略。

2.22 TIM1初始化

程序中调用TIM1_Monopulse_Init()函数配置TIM1的自动预装载值为(10000-1),预分频器的值为(SystemCoreClock / 1000000 - 1),即TIM1定时器发生更新事件的周期为10ms。

    TIM1_Monopulse_Init(10000 - 1, SystemCoreClock / 1000000 - 1);

在该函数中配置了TIM1_CH1输出PWM,输出信号极性为高电平有效,脉冲宽度为50%,使能TIM1单脉冲输出模式。配置TIM1_CH2输入捕获,从模式触发源选择TI2FP2作为计数器的触发输入,在信号的上升沿启动。详见函数定义如下:

    void TIM1_Monopulse_Init(u16 arr, u16 psc)  
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStruct;
    TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStruct;
    TIM_ICInitTypeDef  TIM_ICInitStruct;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2ENR_TIM1, ENABLE);
    TIM_DeInit(TIM1);
    TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStruct);
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period = arr;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler = psc;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_RepetitionCounter = 0; 
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStruct);

    TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct); 
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
    TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; 
    TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = arr / 2;
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; 
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;
    TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStruct);  
    TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStruct);

    TIM_ICInitStruct.TIM_Channel     = TIM_Channel_2; 
    TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity  = TIM_ICPolarity_Rising;  
    TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
    TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; 
    TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter    = 0x0;
    TIM_ICInit(TIM1, &TIM_ICInitStruct);  
    TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE);
    TIM_SelectOnePulseMode(TIM1, TIM_OPMode_Single); 
    TIM_SelectInputTrigger(TIM1, TIM_TS_TI2FP2); 
    TIM_SelectSlaveMode(TIM1, TIM_SlaveMode_Trigger); 
    TIM_SetCounter(TIM1, 0);
    TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);
    TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);
}

2.23 TIM3初始化

程序中调用TIM3_PWM_Init()函数配置TIM3的自动预装载值为(10000-1),预分频器的值为(SystemCoreClock / 1000000 - 1),即TIM3定时器发生更新事件的周期为20ms。

    TIM3_PWM_Init(10000 - 1, SystemCoreClock / 1000000 - 1);

在该函数中配置了TIM3_CH1输出PWM,输出信号极性为高电平有效,脉冲宽度为25%。详见函数定义如下:

    void TIM3_PWM_Init(u16 arr, u16 psc) 
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStruct;
    TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStruct;
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_TIM3, ENABLE);
    TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStruct);
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period = arr;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler = psc;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStruct);
    TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
    TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = (arr / 4) * 3;
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; 
    TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStruct); 
    TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); 
    TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE);  
    TIM_SetCounter(TIM3, 0);  
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

按照上述配置,PB4(TIM3_CH1)作为PA9(TIM1_CH2)的输入端,当PA9捕捉到PB4输出的PWM的上升沿时,TIM1计数器启动计数,控制延时为5ms,PA8输出一个脉宽为5ms的脉冲。

2.3 下载验证

连接PA9(TIM1_CH2)和PB4(TIM3_CH1),使用逻辑分析仪连接PA8和PA9,运行程序观测波形如下:

2.png

其中,通道8连接PA8,通道9连接PA9:

3.png

测量两段间距均为5ms,运行结果和上述配置一致。

4.png

来源:灵动MM32MCU

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围观 52

AT32定时器概述

定时器种类有基本定时器、通用定时器、高级控制定时器,以AT32F435xx举例,下表为各种类型定时器的功能总表。本文主要就定时器溢出中断进行基础讲解和案列解析。
表1. 各定时器功能总表
1.png

2.png

例 定时器溢出中断

功能简介

定时器溢出中断是定时器最基础功能,进入中断的时间周期可由相关寄存器配置。

  • 定时器计数器值TMRx_CVAL
  • 定时器预分频寄存器TMRx_DIV
  • 定时器周期寄存器(TMRx_PR)
定时器中断频率计算公式如下
3.png
其中,TMRxCLK虽然来源于APB1/2时钟,但下图时钟架构可以看出,档APB1/2 Divider存在非1除频时,TMRxCLK会有x2。例如AHB=240 MHz,APB1/2=120MHz,TMRxCLK的实际频率为240 MHz.以向上计数模式举例,TMREN bit使能后,TMRx_CVAL会开始进行累加1,直到其值等于TMRx_PR后,OVFIF位会置起并且定时器会触发溢出中断事件,(若溢出中断有开启,则会产生溢出中断),同时TMRx_CVAL会再次从0开始计数,周而复始。
图1. 定时器时钟源架构
4.png

资源准备

1) 硬件环境

对应产品型号的AT-START BOARD

2) 软件环境

project\at_start_xxx\examples\tmr\timer_base

软件设计

1) 配置流程
  • 编写定时器溢出中断函数的应用程序

  • 开启定时器外设时钟

  • 配置定时器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器

  • 配置定时器为向上计数方向

  • 开启定时器溢出中断

  • 开启NVIC溢出中断

  • 开启定时器计数

2) 代码介绍
  • main函数代码描述
5.png
  • TMR1_OVF_TMR10_IRQHandler中断函数代码描述
6.png

实验效果

  • LED3每1秒翻转一次。

例 PWM输出

功能简介

定时器的输出部分由比较器和输出控制构成,用于编程输出信号的周期、占空比、极性。高级定时器的输出部分在不同通道上有所不同。

高级定时器在通道1到通道3上拥有互补输出,且配备死区调节;通道1到通道4拥有刹车控制。通用定时器的输出部分没有上述功能,只配备了4个通道输出。基本定时器、通用定时器和高级定时器的具体功能差异可查看RM的TMR章节。

如下图为高级定时器通道1到3输出部分原理图:

图2. 高级定时器通道1到3输出部分原理图
7.png
图3. 高级定时器通道4输出部分原理图
8.png

PWM输出是定时器最常用的输出模式,分为PWM模式A和PWM模式B。其差异在于:

PWM模式A:
-OWCDIR=0,若TMRx_C1DT>TMRx_CVAL时设置C1ORAW为高,否则为低;
-OWCDIR=1,若TMRx_C1DT<TMRx_CVAL时设置C1ORAW为低,否则为高。
PWM模式B:
-OWCDIR=0,若TMRx_C1DT>TMRx_CVAL时设置C1ORAW为低,否则为高;
-OWCDIR=1,若TMRx_C1DT<TMRx_CVAL时设置C1ORAW为高,否则为低。

资源准备

1) 硬件环境
对应产品型号的AT-START BOARD
2) 软件环境
project\at_start_xxx\examples\tmr\7_pwm_output
软件设计
1) 配置流程
  • 开启定时器外设时钟
  • 配置输出管脚
  • 配置定时器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
  • 配置定时器为向上计数方向
  • 配置定时器输出通道为PWM模式B
  • 开启定时器计数
2) 代码介绍
  • main函数代码描述
9.png

实验效果

  • 通过逻辑分析仪或者示波器可将波形打出来。
如下图:
图4. 7路PWM输出
10.png
图中通道1到4输出频率相同但占空比不同的波形,互补通道通过输出极性的调节与其对应的通道输出相同的波形。

例 PWM输入捕获

功能简介

定时器的输入部分由专门的捕获电路实现,可用于对输入信号的滤波、选择、分频和输入捕获功能;通过对捕获值的计算,可得到输入波形的频率和占空比。

如下图为输入部分原理图:

图5. 定时器输入部分原理图
11.png

输入模式下,当选中的触发信号被检测到时,通道寄存器(TMRx_CxDT)会记录当前计数器计数值,并将捕获比较中断标志位(CxIF)置1,若已使能通道中断(CxIEN)、通道DMA请求(CxDEN)则产生相应的中断和DMA请求。若在CxIF已置1后检测到选中的触发信号,则将CxOF位置1。

另外,还提供了更加高效的PWM波输入捕获功能,可以更方便的计算出输入波形的频率和占空比。此模式的通过内部两个CxDT寄存器实现,输入波形通过定时器的通道1或者通道2输入即可。
图6. 定时器捕获PWM波原理图
12.png

将定时器配置成PWM输入模式后,可通过C1DT和C2DT的值计算出对应PWM波形的频率和占空比:

频率=TMR_CLK/C1DT
占空比=C2DT/C1DT

资源准备

1) 硬件环境
对应产品型号的AT-START BOARD
2) 软件环境
project\at_start_xxx\examples\tmr\pwm_input
软件设计
1) 配置流程
  • 开启定时器外设时钟
  • 配置输入管脚
  • 配置定时器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
  • 配置定时器为向上计数方向
  • 配置定时器的PWM输入模式
  • 开启定时器计数
2) 代码介绍
  • main函数代码描述
13.png
  • 中断函数代码描述
14.png实验效果
  • 从PA7灌入PWM波形;
  • 将串口1连接到上位机,然后通过上位机串口工具即可看到打印信息。

例 输入捕获

功能简介

通过对外部信号的上升沿或者下降沿进行捕获可以实现对外部信号输入捕获并计算频率的功能。本例程实现了对外部信号进行捕获并通过串口打印出频率。

资源准备

1) 硬件环境

对应产品型号的AT-START BOARD

2) 软件环境

project\at_start_xxx\examples\tmr\input_capture

软件设计

1) 配置流程
  • 开启定时器外设时钟
  • 配置输入管脚
  • 配置定时器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
  • 配置定时器为向上计数方向
  • 配置定时器的输入捕获功能
  • 开启定时器计数
2) 代码介绍
  • main函数代码描述

15.png
  • 中断函数代码描述
16.png

实验效果

  • 从PA7灌入PWM波形;
  • 将串口1连接到上位机,然后通过上位机串口工具即可看到打印信息。

例 DMA传输

功能简介

定时器拥有强大的DMA传输能力,基本每个定时器都支持DMA请求的产生。这使得应用更加灵活。

本实验将src_buffer[0]、src_buffer[1]和src_buffer[2]数据通过DMA传输到TMR的TMRx_C3DT寄存器。实现了每个周期占空比都发生改变,且占空比在src_buffer[0]、src_buffer[1]和src_buffer[2]的值之间进行有序的切换。

资源准备

1) 硬件环境

对应产品型号的AT-START BOARD

2) 软件环境

project\at_start_xxx\examples\tmr\dma

软件设计

1) 配置流程
  • 开启定时器外设时钟
  • 配置输入管脚
  • 配置定时器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
  • 配置定时器为向上计数方向
  • 配置DMA通道
  • 配置定时器的溢出事件产生DMA请求
  • 开启定时器计数
2) 代码介绍
  • main函数代码描述
17.png

实验效果

从PA10、PB15输出PWM波形;

例 burst传输

功能简介

高级定时器和通用定时器除了支持常规的DMA传输功能,还额外支持DMA burst传输功能。在配置为burst传输后,当TMR产生一个DMA请求可连续传输以TMR地址为起始地址的多笔数据;传输数据的起始地址和数据量可通过软件配置。

如何配置burst传输:

1、配置TMRx_DMACTRL寄存器,此寄存器的bit0到bit4为DMA传输地址偏移,此值决定了DMA传输的起始地址;bit8到bit12为DMA传输长度配置,此值决定了DMA传输的数据笔数。

2. 配置DMA通道,此配置流程与常规DMA通道配置相同;需要注意的是DMA通道的源与目标地址寄存器中的一个必须为TMRx_DMADT寄存器地址;具体是源还是目标就由数据传输的方向决定。

本实验将src_buffer[0]和src_buffer[2]数据通过burst传输到TMR的TMRx_PR和TMRx_C1DT寄存器。

资源准备

1) 硬件环境

对应产品型号的AT-START BOARD

2) 软件环境

project\at_start_xxx\examples\tmr\dma_burst

软件设计

1) 配置流程
  • 开启定时器外设时钟
  • 配置输入管脚
  • 配置定时器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
  • 配置定时器为向上计数方向
  • 配置DMA通道和定时器的burst功能
  • 配置DMAMUX
  • 开启定时器计数
2) 代码介绍
  • main函数代码描述

18.png

实验效果

  • 从PA8输出PWM波形;

例 单脉冲输出

功能简介

单脉冲输出模式是PWM模式的特例,将OCMEN位置1可开启单周期模式,此模式下,仅在当前计数周期中进行比较匹配,完成当前计数后,TMREN位清0,因此仅输出一个脉冲。当配置为向上计数模式时,需要严格配置CVAL<CxDT≤PR;向下计数时,需严格配置CVAL>CxDT。

当TMR受到外部触发或者软件使能CNT时,TMR开始计数并在此次overflow事件时停止计数。此过程中输出也会根据配置产生波形。

单脉冲输出原理如下图:

图7. 单脉冲输出原理图

19.png

图中当受到外部触发后,TMR开始计数,当CVAL等于CxDT时,改变输出状态,当CVAL溢出时,输出状态再次改变从而达到输出一个单脉冲的目的。

本实验将TMR4配置为单脉冲模式。TMR4的通道1配置为输入并充当触发输入的源头,通道2配置为输出模式,充当单脉冲输出的端口。

资源准备

1) 硬件环境

对应产品型号的AT-START BOARD

2) 软件环境

project\at_start_xxx\examples\tmr\one_cycle

软件设计

1) 配置流程
  • 开启定时器外设时钟
  • 配置输入、输出管脚
  • 配置定时器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
  • 配置定时器为向上计数方向
  • 配置定时器为单脉冲模式
  • 配置通道2为输出口,并作为TMR触发的触发源
2) 代码介绍
  • main函数代码描述

20.png

实验效果

  • PB7输入管脚,外部给上升沿触发即可;
  • PB6为输出管脚,输出单脉冲波形。

使用逻辑分析仪打出波形如下:

图8. 单脉冲输出结果
21.png

例 32位定时器

功能简介

部分定时器可支持扩展为32位定时器(具体请查看RM)。扩展后,不单CVAL寄存器为32位,DIV和CxDT都会自动扩展为32位。

使能32位定时器只需要设置TMRx_CTRL1寄存器的bit10为1即可。

本实验将TMR2配置为32位定时器模式,然后配置为PWM输出模式使其输出PWM波形。

资源准备

1) 硬件环境

对应产品型号的AT-START BOARD

2) 软件环境

project\at_start_xxx\examples\tmr\tmr2_32bit

软件设计

1) 配置流程
  • 开启定时器外设时钟
  • 配置输入、输出管脚
  • 使能32位模式
  • 配置定时器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
  • 配置通道输出PWM波形
2) 代码介绍
  • main函数代码描述
22.png
实验效果
  • PA0/1/2/3输出波形;
图9. 32位定时器输出结果
23.png
例 定时器同步

功能简介

主次定时器之间可由内部连接信号进行同步。主定时器可由PTOS[2:0]位选择主定时器输出,即同步信息;次定时器由SMSEL[2:0]位选择从模式,即次定时器的工作模式。

定时器从模式有以下几种:

复位模式:

此模式下,当次定时器收到一个同步信号后,次定时器复位计数器和预分频器,定时器的 CVAL寄存器变为0重新开始计数。若OVFS位为0,将产生一个溢出事件。

图10. 复位模式图

24.png

挂起模式:

挂起模式下,计数的计数和刹车受选中触发输入信号控制,当触发输入为高电平时计数器开始计数;当为低电平时,计数器暂停计数。

图11. 挂起模式图
25.png

触发模式:

触发模式下,次定时器当受到外部触发信号后,自动启动定时器,即硬件置TMR_EN为1。所以在触发模式下,初始化定时器后软件不需要使能定时器。
图12. 挂起模式图
26.png

本例程实现了TMR2同步TMR3和TMR4。主定时器TMR2选择溢出事件作为同步信号输出,次定时器TMR3和TMR4选择挂起模式作为从模式。

资源准备

1) 硬件环境

对应产品型号的AT-START BOARD

2) 软件环境

project\at_start_xxx\examples\tmr\parallel_synchro

软件设计

1) 配置流程
  • 定时器外设时钟
  • 配置输入、输出管脚
  • 配置定时器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
  • 配置主模式和从模式
  • 配置PWM输出模式
  • 使能定时器
2) 代码介绍
  • main函数代码描述
27.png实验效果
  • 通过PA6/PA0/PB6输出波形,可使用逻辑分析仪抓取波形查看。

来源:AT32 MCU 雅特力科技

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围观 351

概述

本次测试用的是RA生态工作室提供的R7FA2E1A72DFL demo板,控制定时器输出互补的带死区PWM,并通过中断触发一对IO口的电平切换。

问题

为什么使用GPT输出带死区的互补PWM,进入比较匹配中断后会有一小段延时才开始执行callback。

分析

触发中断后没有马上执行逻辑操作,在底层耗时太长。

操作

使用e2 studio配置工程分析现象

1、GPT模块的设置

时钟框图如下,GPT0是32位定时器,GPT4、GPT5、GPT6、GPT7、GPT8和GPT9是16位定时器。

“图1
图1 GPT框图

2、配置工程时需要注意对应通道是0,4,5,6,7,8,9,没有1,2,3。

配置过程:timer7,P302->GTIOC7A,P301->GTIOC7B,20kHz,duty=50%,打开Capture A Interrupt(compare match A),输出互补同步三角波pwm,死区设1us。

“图2
图2 GPT配置

3、配置IO口在callback进行翻转

“图3
图3 在timer7_callback触发IO翻转

现象如下:

A,死区时间AB设定为1us,1,2通道为GTIOC7A(P302)和GTIOC7B (P301);

B,触发比较匹配中断后,翻转3(P103)通道和4(P104)通道的电平。

从触发中断到完成3,4通道电平翻转的时间AC为3.3us。

“图4
图4 定时器中断触发IO翻转时间

分析——使用GPT输出带死区的互补PWM,进入比较匹配中断后会有一小段时间的延时才开始执行电平翻转:

a,通过操作寄存器完成翻转的时间为350ns,因此排除操作IO口占用时间的因素;

b,在callback中完成电平翻转需要3.3us。

4、为了缩短时间,把IO翻转改到gpt_capture_a_isr中执行,不在r_gpt_call_callback中执行IO翻转。

“图5
图5 gpt_capture_a_isr

“图6
图6 触发中断到完成IO翻转时间为AC:1.22us

结论

因为执行r_gpt_call_callback前后还需要执行一段代码,执行底层耗时过长,因此把callback改为NULL,然后在ISR底层中执行R_PORT1->PCNTR3_b.POSR,是目前测试时间最短的操作了。

来源:瑞萨MCU小百科
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围观 31

概述

本次测试用的是RA生态工作室提供的R7FA2E1A72DFL demo板,控制定时器输出互补的带死区PWM,并通过中断触发一对IO口的电平切换。

问题

为什么使用GPT输出带死区的互补PWM,进入比较匹配中断后会有一小段延时才开始执行callback。

分析

触发中断后没有马上执行逻辑操作,在底层耗时太长。

操作

使用e2 studio配置工程分析现象

1、GPT模块的设置

时钟框图如下,GPT0是32位定时器,GPT4、GPT5、GPT6、GPT7、GPT8和GPT9是16位定时器。

“图1
图1 GPT框图

2、配置工程时需要注意对应通道是0,4,5,6,7,8,9,没有1,2,3。

配置过程:

timer7,P302->GTIOC7A,P301->GTIOC7B,20kHz,duty=50%,打开Capture A Interrupt(compare match A),输出互补同步三角波pwm,死区设1us。

“图2
图2 GPT配置

3、配置IO口在callback进行翻转

“图3
图3 在timer7_callback触发IO翻转

现象如下:

A:死区时间AB设定为1us,1,2通道为GTIOC7A(P302)和GTIOC7B (P301)

B:触发比较匹配中断后,翻转3(P103)通道和4(P104)通道的电平

从触发中断到完成3,4通道电平翻转的时间AC为3.3us。

“图4
图4 定时器中断触发IO翻转时间

分析——使用GPT输出带死区的互补PWM,进入比较匹配中断后会有一小段时间的延时才开始执行电平翻转:

a:通过操作寄存器完成翻转的时间为350ns,因此排除操作IO口占用时间的因素

b:在callback中完成电平翻转需要3.3us

4、为了缩短时间,把IO翻转改到gpt_capture_a_isr中执行,不在r_gpt_call_callback中执行IO翻转,

“图5
图5 gpt_capture_a_isr

“图6
图6 触发中断到完成IO翻转时间为AC:1.22us

结论

因为执行r_gpt_call_callback前后还需要执行一段代码,执行底层耗时过长,因此把callback改为NULL,然后在ISR底层中执行R_PORT1->PCNTR3_b.POSR,是目前测试时间最短的操作了。

来源:瑞萨MCU小百科
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围观 127

引言

在高精度定时器中,可以使用外部事件来对 PWM 输出进行封锁,并可自动恢复;在高级控制定时器中,可以使用 Break 或是 Clr_input 来对 PWM 输出进行封锁, 然后也可以自动恢复,其中 Break 必须结合 AOE 置位来实现自动恢复。

虽然都可以实现封波后的自动恢复,但是在二者之间还是存在一些区别。

PWM 封波-自动恢复原理分析

在高精度定时器中,通过配置 PWM 的 Set 与 Reset 事件,当 Set/Reset 事件发生时,PWM 输出做出对应的响应。要实现封波-自动恢复,只需配置合适的 Reset 事件,Reset 发

生时,触发 PWM 输出 inactive 电平,当 Reset 事件消失后,PWM 将在下个 Set 事件点重新输出。

在高级控制定时器中,PWM 的工作方式有 PWM_Mode1 与 PWM_Mode2,基于定时器比较器的值与当前 Counter 的值来结合 PWM 模式来确定输出电平的状态。要实现封波-自动恢复,通过 Break(with AOE)或是 Clr_input 功能,当 Break 信号或是 Clr_input 信号电平有效时,PWM 输出会被封锁,此时端口电平跟当时的 PWM 配置有关;当 Break 信号或是 Clr_input 信号电平无效时,PWM 将在下个 UEV(更新事件)或是新的 PWM 的周期恢复输出。

下面通过实际的测试与波形来详细说明。

高精度定时器的 “封波-自动恢复”

使用的是外部事件 1(EEV1)关联外部过流故障信号,利用 EEV1 来封锁 PWM。配置如下(测试中使用的配置是高电平触发事件):

“高精度定时器与高级控制定时器

使用以上配置时,只要故障信号持续高电平的时间和 PWM 的 Set 事件不重叠,那么定时器在下个 PWM 周期能正常输出 PWM,如下图所示。

“高精度定时器与高级控制定时器

但是如果 Fault 信号高电平的持续时间覆盖了 PWM 的 set 事件,那么 PWM 将一直输出低电平,直到 Fault 信号高电平不再覆盖 PWM 的 Set 件,如下图所示。

“高精度定时器与高级控制定时器

另外,高精度定时器中的还可以工作的沿模式,例如配置 EEV1 工作在上升沿触发模式,如下图所示。

“高精度定时器与高级控制定时器

高级控制定时器的“封波-自动恢复”

高级控制定时器中,break 为电平有效模式(测试中使用的配置是高电平触发 Break)。当出现 Break 信号出现高电平时,PWM 封波,如果 Break 信号高电平未跨周期,那么在下个周期 PWM 能正常输出,如下图所示。

“高精度定时器与高级控制定时器

但是如果 Break 信号高电平跨周期,即使高电平持续时间没有到达比较事件点,下个周期 PWM 依旧继续“封波”,直到 Break 信号恢复低电平的下个周期 PWM 才会正常输出,如下图所示。

“高精度定时器与高级控制定时器

小结

综上以上的分析与实验结果:

• 高精度定时器封波基于事件触发,封波后只要故障消失,则在下个触发来临时就可以立即生效,恢复 PWM 输出。

• 高级控制定时器封波后,即使故障消失后,也要等到下个 UEV 事件或是新的 PWM周期才能恢复 PWM 输出。

来源:STM32单片机
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围观 109

目前常用的单片机中往往都配备了定时器/计数器。在AT89S52芯片内包含有三个16位的定时器/计数器:T0、T1和T2,其核心是加1计数器。我们主要要求掌握T0和T1的结构和功能。学习中要注意从电路结构上来理解功能的实现。定时器/计数器方式寄存器TMOD和定时器/计数器控制寄存器TCON是用以设定定时器/计数器的工作方式、定时或计数功能,控制启动或停止以及产生溢出中断的重要模块,应该对这两个寄存器中的逐位的定义和功能进行学习和掌握。

“图1:T0和T1的基本构成"
图1:T0和T1的基本构成

一、定时器/计数器的功能

AT89S52单片机定时器/计数器的基本部件是两个8位的计数器(T1计数器分为高8位TH1和低8位TL1,T0计数器的高8位是TH0,低8位是TL0)。如图1所示。

定时器/计数器的核心是一个加1计数器,在作定时器使用时,它对机器周期进行计数,每过一个机器周期计数器加1,直到计数器计满溢出。

当它用作对外部事件计数时,计数器接相应的外部输入引脚T0(P3.4)或T1(P3.5)并在每个机器周期的S5P2时采样,当采样到1—0的负跳变时,计数器加1。

二、定时器/计数器的结构

AT89S52单片机内部的定时/计数器的结构如图2所示。定时器T0由特殊功能寄存器TL0(低8位)和TH0(高8位)构成,定时器T1由特殊功能寄存器TL1(低8位)和TH1(高8位)构成。每个寄存器均可单独访问。

“图2
图2 定时器/计数器的内部结构

1、定时/计数的基本概念

定时和计数是日常生活和生产中最常见和最普遍的问题。

定时器和计数器功能基本上都是使用相同的逻辑实现的,而且这两个功能都包含输入的计数信号,本质上都是对脉冲计数。计数器用来计数并指示在任意间隔内输入信号(事件)的个数,而定时器则对规定间隔内输入的信号个数进行计数,用来指示经历的时间。

在单片机中,定时/计数器作定时功能用时,对机器周期计数(由单片机的晶体振荡器经过12分频后得到),因每次计数的周期是固定的,所以根据它计数的多少就可以很方便的计算出它计数的时间。如图3所示。

“图3
图3 计数与定时

2、溢出的基本概念

从一个生活中的例程看起:一个水盆在水龙头下,水龙头没关紧,水一滴滴地滴入盆中。盆的容量是有限的,水滴持续落下,盆中的水持续变满,最终有一滴水使得盆中的水满了,这就是“溢出”。

如果一个空的盆要1万滴水滴进去才会满,开始滴水之前可以先放入一部分水,叫做计数初值。如果现在要计数9000,那么可以先放入1000滴水,也就是计数初值为1000,再计数9000就可以溢出产生中断。

单片机中通常采用计数初值的办法,如果每个脉冲是1微秒,则计满256个脉冲需时256微秒,如果现在要定时100微妙,只要在计数器里面先放进156,然后计数100就可以就可以溢出产生中断了。如图4所示。

“图4
图4 定时器/计数器的溢出

3、定时/计数的主要方法

实现定时或计数,主要有三种方法。

(1)软件延时

软件延时利用微处理器执行一个延时程序段实现。因为微处理器执行每条指令都需要一定时间,通过指令的循环实现软件延时。软件定时具有不使用硬件的特点,但却占用了大量CPU时间。另外,软件定时精度不高,在不同系统时钟频率下,执行一条指令的时间不同,同一个软件延时程序的定时时间也会不同。

(2)硬件定时

硬件定时采用数字电路中的分频器将系统时钟进行适当分频产生需要的定时信号,也可以采用单稳电路或简易定时电路(如常用的555定时器)由外接RC(电阻、电容)电路控制定时时间。这样的定时电路较简单,利用不同分频倍数或改变电阻阻值、电容容值使定时时间在一定范围内改变。

(3)可编程的硬件定时

可编程定时器/计数器最大特点是可以通过软件编程来实现定时时间的改变,通过中断或查询方法来完成定时功能或计数功能。这种电路不仅定时值和定时范围可用程序改变,而且具有多种工作方式,可以输出多种控制信号,具备较强的功能。

来源:网络
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围观 195

时钟周期:

时钟周期也叫振荡周期或晶振周期,即晶振的单位时间发出的脉冲数,一般有外部的振晶产生,比如12MHZ=12×10的6次方,即每秒发出12000000个脉冲信号,那么发出一个脉冲的时间就是时钟周期,也就是1/12微秒。通常也叫做系统时钟周期。是计算机中最基本的、最小的时间单位。

在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。

机器周期:

在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作。例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间,称为机器周期。

一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期(状态周期)组成。前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示),8051单片机的机器周期由6个状态周期组成,也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。

在标准的51单片机中,一般情况下,一个机器周期等于12个时钟周期,也就是机器周期=12*时钟周期,(上面讲到的原因)如果是12MHZ,那么机器周期=1微秒。单片机工作时,是一条一条地从RoM中取指令,然后一步一步地执行。单片机访问一次存储器的时间,称之为一个机器周期,这是一个时间基准。

机器周期不仅对于指令执行有着重要的意义,而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。例如一个单片机选择了12MHZ晶振,那么当定时器的数值加1时,实际经过的时间就是1us,这就是单片机的定时原理。

但是在8051F310中,CIP-51 微控制器内核采用流水线结构,与标准的 8051 结构相比指令执行速度有很大的提高。在一个标准的 8051 中,除 MUL和 DIV以外所有指令都需要 12 或 24 个系统时钟周期,最大系统时钟频率为 12-24MHz。而对于 CIP-51 内核,70%的指令的执行时间为 1或2个系统时钟周期,只有 4 条指令的执行时间大于 4 个系统时钟周期。所以在计算定时器的值时要注意这里的变化。

指令周期:

指令周期是执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成。指令不同,所需的机器周期数也不同。对于一些简单的的单字节指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,立即译码执行,不再需要其它的机器周期。对于一些比较复杂的指令,例如转移指令、乘法指令,则需要两个或者两个以上的机器周期。

系统时钟:

系统时钟:系统时钟就是CPU指令运行的频率,这个才是CPU真正的频率。

单片机内部所有工作,都是基于由晶振产生的同一个触发信号源,由这个信号来同步协调工作步骤,我们把这个信号称为系统时钟,系统时钟一般由晶振产生,但在单片机内部系统时钟不一定等于晶振频率,有可能小于晶振频率,也有可能大于晶振频率,具体是多少由单片机内部结构决定,正常情况和晶振频率会存在一个整数倍关系。系统时种是整个单片机工作节奏的基准,它每振荡一次,单片机就被触发执行一次操作。

一般来说,单片机只有一个时钟源.用了外部晶振,就不用内部RC,用了内部RC,就不用外部晶振.振荡器振荡,产生周期波.单片机在这样的周期波的作用一下有规律的一拍一拍的工作,波的频率越高,单片工作得就越快,波的频率越低,单片机工作得就越慢。

有了以上的概念以后,就可以正确的理解定时器的工作原理了,在8051F310单片机中,有3个定时器,如果定时器1工作在模式1下,如工作模式1下,是16位的计时器,最大数值是65535,当再加1时(=65536),就会发生溢出,产生中断,所以如果我们要它计1000个数, 那么定时初值就是65536-1000,结果就是64536,这个值送给TH、TL,因为是16进制的,所以高位是64536/256取商,低位是64536%6取余。

再者,就是每一计数的时间是多久?一般我们取12M晶振时,一个周期刚好是1us,计数1000个就是1ms,这是因为标准的51单片机是12时钟周期的(STC有6时钟和1时钟方式)。那么,如果我们晶振是12M,就比较好算,如果是其它的,就用12去除好了。比如是6M的,那么就是12/6=2,每个计数是2us,那么你要定时1ms就只要计数500个即可以。

定时器的初值跟定时器的工作方式,跟晶振频率都有关系。一个机器周期Tcy=晶振频率X12,计数次数N=定时时间t/机器周期Tcy,那么初值就X=65536-N,得出的数化成十六进制就行了。这里是用定时器O工作方式1做例子,如果是其它工作方式,就不能是65535了。工作方式0是8192,方式2,3是256。这里有一个公式:

TH=(65536-time/(12/ft))/256

其中,time就是要延时的100ms(要取100000us),ft是晶振频率。这个式子又可以简化成

TH=(65536-time*ft/12)/256
TL=(65536-time*ft/12)%6

在一本书上还看到了这样计算定时初值的:

TH0=-(50235/256); //重装100ms定时初值
TL0=-(50235%6); ///这里使用的6M晶体,

这里是6M晶体,延时100ms,那么按上面讲的原理,6M是每个计数为2us,100ms定时就是计数50000个。

那么,定时器初值要 65536-50000=15536,转成16进是3CB0。这就是要送给TH(=3C) 和TL(=B0)的值。

程序中写 TH0=-(50235/256);其实它是这样的TH0=0x100-(50235/256); 在51中,取负数,其结果就是它的值取反+1,也可以用0x100(十进制的256)去减,结果是多少呢?结果就是3C。

以STM32F103为例,进行解析

STM32的TIM一般有高级定时器TIM1,(TIM8只有在互联性产品有),普通定时器TIM2,TIM3,TIM4,(TIM5,TIM6,TIM7有点设备中没有);今天就只介绍普通定时器,因为高级定时器我还不会!每一个普通定时器都有4路通道!

“单片机中各种周期的关系与定时器原理"

1、先看看逻辑图

我们今天先讨论讨论定时器的问题!我用红色笔标过的路线就是定时器的工作路线,时钟有内部时钟产生,到PSC哪里进行分频处理,然后CNT进行计数,上面还有一个自动重装载寄存器APP。

“单片机中各种周期的关系与定时器原理"

这个是分频器的工作原理,我们可以看,分频器设定之前分频系数为1[1],后面的[2][3][4]分频系数为2,分频系数改变后,计数周期也跟着改变了;同时预分频设置生效时,他还会产生一个中断信号,这个中断信号不要管他,一个系统时钟周期后会自动消失,跟I2C的差不多!

“单片机中各种周期的关系与定时器原理"

这个是计数过程,上面说过了,计数跟分频后的周期有关;当计数达到装载的数值之后,系统会产生一个三个信号,其中溢出信号和更新事件一个时钟周期后会自动消失,而这时候触发了更新中断标志位UIF,我们可以用这个UPDATE来做定时器的中断标志信号!

TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_UPDATE, ENABLE);

2、stm32f103xx器件功能与配置
  

“单片机中各种周期的关系与定时器原理"

3、stm32f103zet6 定时器

大容量的STM32F103XX增强型系列产品包含最多2个高级控制定时器、4个普通定时器和2个基本定时器,以及2个看门狗定时器和1个系统嘀嗒定时器。

下表比较了高级控制定时器、普通定时器和基本定时器的功能:

定时器功能比较:

“单片机中各种周期的关系与定时器原理"

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)高级控制定时器(TIM1和TIM8)

两个高级控制定时器(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,因此高级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)

在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,在最大的封装配置中可提供最多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高级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。

“单片机中各种周期的关系与定时器原理"

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。

来源:硬件十万个为什么
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