STM32學(xué)習(xí)筆記（四）丨TIM定時(shí)器及其應(yīng)用（定時(shí)中斷、內(nèi)外時(shí)鐘源選擇）

這篇具有很好參考價(jià)值的文章主要介紹了STM32學(xué)習(xí)筆記（四）丨TIM定時(shí)器及其應(yīng)用（定時(shí)中斷、內(nèi)外時(shí)鐘源選擇）。希望對(duì)大家有所幫助。如果存在錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，請(qǐng)大家不吝賜教，您也可以點(diǎn)擊"舉報(bào)違法"按鈕提交疑問(wèn)。

???本次課程采用單片機(jī)型號(hào)為STM32F103C8T6。
???課程鏈接：江科大自化協(xié) STM32入門(mén)教程

??往期筆記鏈接：
??STM32學(xué)習(xí)筆記（一）丨建立工程丨GPIO 通用輸入輸出
??STM32學(xué)習(xí)筆記（二）丨STM32程序調(diào)試丨OLED的使用
??STM32學(xué)習(xí)筆記（三）丨中斷系統(tǒng)丨EXTI外部中斷

??如果上一篇筆記的內(nèi)容為史詩(shī)級(jí)副本，本篇文章的內(nèi)容我愿稱(chēng)之為傳說(shuō)級(jí)副本（一）。

一、TIM 定時(shí)器

1.1 TIM 定時(shí)器簡(jiǎn)介

??TIM（Timer）定時(shí)器，它的基本功能是對(duì)輸入的時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，并在計(jì)數(shù)值達(dá)到定值時(shí)觸發(fā)中斷，即定時(shí)觸發(fā)中斷定時(shí)器就是一個(gè)計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)器的輸入是一個(gè)準(zhǔn)確可靠的基準(zhǔn)時(shí)鐘時(shí)，對(duì)基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)的過(guò)程就是計(jì)時(shí)的過(guò)程。在STM32中，定時(shí)器的基準(zhǔn)時(shí)鐘一般都是72MHz。
??定時(shí)器最核心的部分稱(chēng)為 時(shí)基單元，它由以下三個(gè)16位的寄存器組成：

計(jì)數(shù)器（Counter）：用來(lái)計(jì)數(shù)定時(shí)的寄存器，每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘，計(jì)數(shù)器加1。
預(yù)分頻器（Prescaler）：可以對(duì)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘進(jìn)行分頻，讓時(shí)鐘更加靈活。
自動(dòng)重裝寄存器（Auto-reload Register）：計(jì)數(shù)的目標(biāo)值，即計(jì)多少個(gè)時(shí)鐘申請(qǐng)中斷。

??由于構(gòu)成時(shí)基單元的寄存器都是16位的，故如果我們將預(yù)分頻器的值設(shè)置為最大，自動(dòng)重裝值也設(shè)置為最大，設(shè)中斷頻率為 $f_0$ ，在72MHz主頻下的最大定時(shí)時(shí)間 $t_{max}$ ，則：
$f_0=72/(2^{16})^2MHz\\ t_{max}=\frac 1 f_0=59.65s$
??59.65s的定時(shí)時(shí)間已經(jīng)是比較長(zhǎng)的時(shí)間了。如果由更高的時(shí)間定時(shí)需求，STM32的定時(shí)器支持級(jí)聯(lián) ，即一個(gè)定時(shí)器的輸入為另一個(gè)定時(shí)器的輸出，這時(shí)的定時(shí)時(shí)間約為八千多年。如果再級(jí)聯(lián)一個(gè)定時(shí)器，這時(shí)的定時(shí)時(shí)間將會(huì)達(dá)到34萬(wàn)億年?？梢?jiàn)，STM32定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間選擇是相當(dāng)自由的。
??STM32的定時(shí)器的常用功能有以下幾種（列出的功能本課程都會(huì)涉及）：

定時(shí)中斷功能
內(nèi)外時(shí)鐘源選擇
輸入捕獲
輸出比較
編碼器接口
主從觸發(fā)模式
…

??STM32的定時(shí)器還根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景和復(fù)雜度設(shè)計(jì)了高級(jí)定時(shí)器、通用定時(shí)器、基本定時(shí)器三種類(lèi)型。本課程主要學(xué)習(xí)和使用通用定時(shí)器。

1.2 TIM 定時(shí)器類(lèi)型及其工作原理簡(jiǎn)介

??有關(guān)STM32的定時(shí)器類(lèi)型，編號(hào)和功能簡(jiǎn)述如下表所示：
STM32學(xué)習(xí)筆記（四）丨TIM定時(shí)器及其應(yīng)用（定時(shí)中斷、內(nèi)外時(shí)鐘源選擇）
??同一個(gè)芯片一般有很多個(gè)定時(shí)器，它們都用TIMx表示。上表中只列出了TIM1~TIM8，但是再庫(kù)函數(shù)中還出現(xiàn)了TIM9、TIM10、TIM11等，這些都不常用。
??不同的定時(shí)器連接的總線也不相同，高級(jí)定時(shí)器連接的是性能更高的APB2總線，而通用定時(shí)器和基本定時(shí)器連接的是APB1總線。在使用RCC開(kāi)啟定時(shí)器時(shí)鐘的時(shí)候要注意庫(kù)函數(shù)的調(diào)用。
??定時(shí)器的功能是從高級(jí)向低級(jí)向下兼容的，高級(jí)定時(shí)器包含通用定時(shí)器的全部功能，通用定時(shí)器包含基本定時(shí)器的全部功能。高級(jí)定時(shí)器相較于通用定時(shí)器的額外功能，例如重復(fù)計(jì)數(shù)器，死區(qū)生成，互補(bǔ)輸出，剎車(chē)輸入等，這些都是為了三相無(wú)刷電機(jī)FOC的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的，本課程暫時(shí)不會(huì)涉及。
??本課程使用的STM32F103C8T6芯片的定時(shí)器資源有：TIM1，TIM2，TIM3，TIM4，即擁有一個(gè)高級(jí)定時(shí)器，三個(gè)通用定時(shí)器，沒(méi)有基本定時(shí)器。不同的芯片型號(hào)，定時(shí)器的數(shù)量和類(lèi)型是不同的。在使用外設(shè)之前，一定要查詢(xún)外設(shè)是否存在。

1.2.1 基本定時(shí)器工作原理及其結(jié)構(gòu)

??基本定時(shí)器擁有定時(shí)中斷，主模式觸發(fā)DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）的功能。基本定時(shí)器結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示：
STM32學(xué)習(xí)筆記（四）丨TIM定時(shí)器及其應(yīng)用（定時(shí)中斷、內(nèi)外時(shí)鐘源選擇）
??由上圖可以看到，基本定時(shí)器擁有由預(yù)分頻器PSC（Prescaler），計(jì)數(shù)器CNT（Counter），ARR（Auto-reload Register）自動(dòng)重裝寄存器組成的基本時(shí)基單元。預(yù)分頻器之前連接的是 基準(zhǔn)時(shí)鐘的輸入，由于基本定時(shí)器只能連接內(nèi)部時(shí)鐘，故可以直接認(rèn)為預(yù)分頻器的時(shí)鐘輸入CK_PSC就是連接到內(nèi)部時(shí)鐘CK_INT上的。內(nèi)部時(shí)鐘的來(lái)源是RCC_TIMxCLK，這里的頻率一般都是系統(tǒng)的主頻72MHz。所以基本定時(shí)器的基準(zhǔn)時(shí)鐘輸入只能是72MHz。
??PSC預(yù)分頻器可以對(duì)基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行預(yù)分頻。如果預(yù)分頻器寫(xiě)0，就是不分頻，或者說(shuō)1分頻，這時(shí) 輸出頻率 = 輸入頻率 = 72MHz；如果預(yù)分頻器寫(xiě)1，就是2分頻，輸出頻率 = 輸入頻率 / 2 = 36MHz；如果預(yù)分頻器寫(xiě)2，就是3分頻……依次類(lèi)推。所以我們有如下的關(guān)系：
$實(shí)際分頻系數(shù) = 預(yù)分配器寫(xiě)入的值 + 1$
??預(yù)分頻器是16位的寄存器，故最大值可以寫(xiě)入65535（ $2^{16}$ ），也就是65536分頻。
??CNT計(jì)數(shù)器可以對(duì)預(yù)分頻后的計(jì)數(shù)時(shí)鐘CK_CNT進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)時(shí)鐘CK_CNT每來(lái)一個(gè)上升沿，計(jì)數(shù)器的值就+1（只能遞增）。計(jì)數(shù)器也是16位的，它的值可以是0~65535，如果再+1，計(jì)數(shù)器就會(huì)回到0重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。
??ARR自動(dòng)重裝寄存器存入計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)目標(biāo)，它也是16位的寄存器。在計(jì)數(shù)器運(yùn)行不斷自增的過(guò)程中，自動(dòng)重裝置就是一個(gè)固定的目標(biāo)。計(jì)數(shù)器不斷與重裝寄存器進(jìn)行比較，當(dāng)計(jì)數(shù)值 = 自動(dòng)重裝值時(shí)，就說(shuō)明計(jì)時(shí)時(shí)間到，這時(shí)自動(dòng)重裝寄存器就會(huì)輸出一個(gè)中斷信號(hào)，并且清零計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器自動(dòng)開(kāi)始下一次的計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)。
??在圖中的折線向上的箭頭，就代表產(chǎn)生的一個(gè)中斷信號(hào)。UI意為Update Interrupt，即更新中斷，它是計(jì)數(shù)值等于自動(dòng)重裝值的中斷。更新中斷會(huì)通往NVIC，只要配置好NVIC的中斷通道，那么定時(shí)器的更新中斷就能得到CPU的響應(yīng)了。
??在圖中折線向下的箭頭，就代表產(chǎn)生的一個(gè)事件。這里的U意為Update，即更新事件。更新中斷不會(huì)觸發(fā)中斷，但可觸發(fā)其他內(nèi)部電路的工作。圖中可以看到，自動(dòng)重裝寄存器也可響應(yīng)其他外設(shè)產(chǎn)生的事件。

主從觸發(fā)模式
??STM32的一大特色就是主從觸發(fā)模式。它能讓內(nèi)部的硬件在不受程序的控制下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行，即實(shí)現(xiàn)硬件自動(dòng)化。
??這里我的理解是：主模式，即作為信號(hào)的主人的模式，電路輸出的信號(hào)能觸發(fā)其他處于從模式的電路的響應(yīng)。 正常來(lái)講，在一個(gè)時(shí)刻只能執(zhí)行一段代碼，完成一個(gè)操作，如果能合理使用主從觸發(fā)，就可以實(shí)現(xiàn)”一心二用“，將會(huì)極大地減少CPU運(yùn)行負(fù)擔(dān)（這里僅做簡(jiǎn)單了解即可，后續(xù)還會(huì)講到）。
??以基本定時(shí)器主模式觸發(fā)DAC為例：在我們使用DAC的時(shí)候，可能會(huì)用DAC輸出一段波形，那就需要每隔一段時(shí)間來(lái)觸發(fā)一次DAC，讓它輸出下一個(gè)電壓點(diǎn)。如果按中斷的思路，需要先設(shè)置一個(gè)定時(shí)器產(chǎn)生中斷，每隔一段時(shí)間在中斷程序中用代碼手動(dòng)觸發(fā)一次DAC轉(zhuǎn)換，然后DAC輸出波形。這樣操作沒(méi)有錯(cuò)，但是這樣會(huì)使主程序頻繁處于被中斷的狀態(tài)，有可能會(huì)影響主程序的運(yùn)行和其他中斷的響應(yīng)。所以定時(shí)器的主模式可以把定時(shí)器的更新事件U映射到觸發(fā)輸出TRGO（Trigger Out）的位置，再通過(guò)TRGO直接連接到DAC的觸發(fā)轉(zhuǎn)換引腳上。這樣DAC轉(zhuǎn)換就不需要定時(shí)器產(chǎn)生的中斷來(lái)觸發(fā)了，僅需要把更新事件U通過(guò)主模式映射到TRGO，TRGO自動(dòng)觸發(fā)DAC就可以實(shí)現(xiàn)。這里體現(xiàn)了主模式的作用：整個(gè)過(guò)程不需要軟件的參與，實(shí)現(xiàn)了硬件的自動(dòng)化。

1.2.2 通用定時(shí)器工作原理及其結(jié)構(gòu)

??通用定時(shí)器擁有基本定時(shí)器全部功能，并額外具有內(nèi)外時(shí)鐘源選擇、輸入捕獲、輸出比較、編碼器接口、主從觸發(fā)模式等功能。通用定時(shí)器的結(jié)構(gòu)框圖如下如所示：
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通用定時(shí)器與基本定時(shí)器的異同

??通用定時(shí)器最基本的結(jié)構(gòu)也是時(shí)基單元，與基本定時(shí)器相同?？梢哉J(rèn)為通用定時(shí)器就是在基本定時(shí)器的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了許多功能得到的。它在時(shí)基單元模塊與基本定時(shí)器的區(qū)別是：計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)模式不止向上計(jì)數(shù)一種。除了與基本定時(shí)器相同的向上計(jì)數(shù)的模式外，它還擁有以下兩種模式：

向下計(jì)數(shù)模式：計(jì)數(shù)從重裝值開(kāi)始，向下自減，到0之后回到重裝值，同時(shí)產(chǎn)生更新中斷和更新事件，依此循環(huán)。
中央對(duì)齊模式：計(jì)數(shù)從0開(kāi)始，向上自增，達(dá)到重裝值后產(chǎn)生更新中斷和更新之間，然后向下自減，達(dá)到重裝值之后產(chǎn)生更新中斷和更新事件，以此循環(huán)。

內(nèi)外時(shí)鐘源選擇功能

??結(jié)構(gòu)圖的上部分，為內(nèi)外時(shí)鐘源選擇和主從觸發(fā)模式的工作結(jié)構(gòu)：
STM32學(xué)習(xí)筆記（四）丨TIM定時(shí)器及其應(yīng)用（定時(shí)中斷、內(nèi)外時(shí)鐘源選擇）
??首先來(lái)看內(nèi)外時(shí)鐘源選擇的工作原理?；径〞r(shí)器只能選擇來(lái)自芯片內(nèi)部的內(nèi)部時(shí)鐘CK_INT，也就是系統(tǒng)頻率72MHz。而通用定時(shí)器不僅可以選擇內(nèi)部時(shí)鐘，還可以選擇外部時(shí)鐘。具體有以下三種：

來(lái)自TIMx_ETR引腳上的外部時(shí)鐘ETR

??TIMx_ETR引腳的位置可以參考引腳定義表中關(guān)于默認(rèn)復(fù)用功能和重定義功能的定義，如下圖所示?？梢钥吹絋IM2的CH1和ETR都復(fù)用在了引腳PA0上。其他定時(shí)器的引腳也可以在表中找到。

??我們?cè)赥IMx_ETR引腳上外接一個(gè)方波時(shí)鐘，進(jìn)入的外部時(shí)鐘ETR通過(guò)內(nèi)部的極性選擇、邊沿檢測(cè)和預(yù)分頻器電路，產(chǎn)生外部時(shí)鐘脈沖ETRP（這里我猜測(cè)P就是Pulse，即脈沖，暫時(shí)沒(méi)有找到相關(guān)的解釋）。之后再通過(guò)輸入濾波電路，之后的信號(hào)兵分兩路，上面的信號(hào)ETRF進(jìn)入觸發(fā)控制器（與內(nèi)部時(shí)鐘流程類(lèi)似），之后就可以作為時(shí)基單元的時(shí)鐘輸入了，在STM32中，這一路稱(chēng)為 外部時(shí)鐘模式2（如圖中紅線所示）；另一路與其他信號(hào)通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)選擇器輸出TRGI（Trigger In），當(dāng)這個(gè)TRGI當(dāng)作外部時(shí)鐘來(lái)使用時(shí)，這一路就稱(chēng)為 外部時(shí)鐘模式1（如圖中黃線所示）。后者從名字上看，它主要是作為觸發(fā)輸入來(lái)使用的，這個(gè)觸發(fā)輸入可以觸發(fā)定時(shí)器的從模式。關(guān)于從模式的內(nèi)容之后再涉及，本節(jié)主要考量把這個(gè)觸發(fā)輸入當(dāng)作外部時(shí)鐘來(lái)考慮的情況。
來(lái)自其他定時(shí)器的信號(hào)ITR

??主模式的輸出TRGO可以通向其他定時(shí)器，實(shí)際上通向的就是ITR引腳，通過(guò)這一路就可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)器級(jí)聯(lián)的功能。如上如黃線所示，ITR0到ITR3分別來(lái)自其他4個(gè)定時(shí)器的TRGO輸出，具體的連接方式如下表所示：
來(lái)自TIMx_CH1的TI1_ED，即從CH1引腳連接的輸入捕獲模塊獲得時(shí)鐘，ED意為Edge，意為通過(guò)這一路的時(shí)鐘，上升沿和下降沿均有效。
來(lái)自TIMx_CH1的TI1FP1和來(lái)自TIMx_CH2的TI2FP2

??總結(jié)一下，外部時(shí)鐘模式1的輸入可以是ETR引腳、其他定時(shí)器、CH1引腳的邊沿、CH1引腳和CH2引腳；外部時(shí)鐘模式2的輸入只能是ETR引腳。

編碼器接口功能

??圖中的編碼器接口，它可以讀取正交編碼器的輸出模型，后續(xù)的課程也會(huì)講到。

主從觸發(fā)模式功能

??圖中的TRGO與基本定時(shí)器類(lèi)似，它可以將定時(shí)器內(nèi)部的一些事件映射到其他電路，從而完成其他電路的功能。

輸出比較功能

??通用定時(shí)器結(jié)構(gòu)圖的右下角即為定時(shí)器的輸出比較功能的結(jié)構(gòu)，如下圖所示。有四個(gè)輸出通道，分別對(duì)應(yīng)CH1到CH4的引腳，可以用來(lái)輸出PWM波形，驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
STM32學(xué)習(xí)筆記（四）丨TIM定時(shí)器及其應(yīng)用（定時(shí)中斷、內(nèi)外時(shí)鐘源選擇）

輸入捕獲電路

??通用定時(shí)器的左下角即為輸入捕獲電路的結(jié)構(gòu)圖，它同輸出比較功能一樣有四個(gè)通道，對(duì)應(yīng)CH1到CH4?？梢杂糜跍y(cè)量輸入方波的頻率。因?yàn)檩斎氩东@和輸出比較不能同時(shí)使用，故中間的捕獲/比較寄存器是輸入捕獲和輸出比較電路共用的，CH1到CH4的引腳也是共用的。
STM32學(xué)習(xí)筆記（四）丨TIM定時(shí)器及其應(yīng)用（定時(shí)中斷、內(nèi)外時(shí)鐘源選擇）

1.2.3 高級(jí)定時(shí)器工作原理及其結(jié)構(gòu)

??高級(jí)定時(shí)器擁有通用定時(shí)器全部功能，并額外具有重復(fù)計(jì)數(shù)器、死區(qū)生成、互補(bǔ)輸出、剎車(chē)輸入等功能。高級(jí)定時(shí)器結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示：
STM32學(xué)習(xí)筆記（四）丨TIM定時(shí)器及其應(yīng)用（定時(shí)中斷、內(nèi)外時(shí)鐘源選擇）

??高級(jí)定時(shí)器的大部分結(jié)構(gòu)和通用定時(shí)器相同，只在部分作了功能拓展。

重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)器

??在申請(qǐng)中斷的的信號(hào)輸出處，增加了一個(gè)重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)器，它的作用是：可以實(shí)現(xiàn)每隔幾個(gè)計(jì)數(shù)周期，才發(fā)生一次更新事件和中斷。相當(dāng)于對(duì)輸出的更新信號(hào)又作了一次分頻。

死區(qū)生成電路與三相無(wú)刷電機(jī)

??圖中的DTG和DTG寄存器組成死區(qū)生成電路，右側(cè)的引腳TIMx_CH1/CH2/CH3由原來(lái)的每路一個(gè)變成了兩個(gè)互補(bǔ)的輸出引腳（TIMx_CH1/CH2/CH3和TIMx_CH1N/CH2N/CH3N），可以輸出一對(duì)互補(bǔ)的PWM波。這些電路是為了驅(qū)動(dòng)三相無(wú)刷電機(jī)設(shè)計(jì)的。在四軸飛行器、電動(dòng)車(chē)后輪、電鉆中都可以發(fā)現(xiàn)三相無(wú)刷電機(jī)。三相無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路需要三個(gè)橋臂，每個(gè)橋臂需要2個(gè)大功率開(kāi)關(guān)管來(lái)控制，總共需要6個(gè)大功率開(kāi)關(guān)管控制。所以輸出的PWM引腳的前三路就變?yōu)榱嘶パa(bǔ)的輸出引腳，而第四路TIMx_CH4沒(méi)有變化。
??為了防止互補(bǔ)輸出的PWM驅(qū)動(dòng)橋臂時(shí)，在開(kāi)關(guān)切換的瞬間，由于器件的不理想，造成短暫的直通現(xiàn)象，故添加了死區(qū)生成電路。在開(kāi)關(guān)切換的瞬間，產(chǎn)生一定時(shí)長(zhǎng)的死區(qū)，讓橋臂的上下管全部關(guān)斷，防止出現(xiàn)直通現(xiàn)象。

剎車(chē)輸入

??剎車(chē)輸入的主要作用是給電機(jī)驅(qū)動(dòng)提供安全保障。如果外部引腳BKIN（Break In）產(chǎn)生了剎車(chē)信號(hào)，或者內(nèi)部時(shí)鐘失效，產(chǎn)生了故障，控制電路就會(huì)自動(dòng)切斷電機(jī)的輸出，防止意外的發(fā)生。

二、定時(shí)中斷和內(nèi)外時(shí)鐘源選擇

2.1 定時(shí)中斷的基本結(jié)構(gòu)

??定時(shí)中斷的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示：
STM32學(xué)習(xí)筆記（四）丨TIM定時(shí)器及其應(yīng)用（定時(shí)中斷、內(nèi)外時(shí)鐘源選擇）
??在定時(shí)器中最核心的部分是時(shí)基單元。圖中的“運(yùn)行控制”就是控制寄存器的一些位，用來(lái)啟動(dòng)或停止計(jì)數(shù)器，配置向上向下計(jì)數(shù)方式等，操作這些寄存器就能控制時(shí)基單元的運(yùn)行了。關(guān)于時(shí)鐘源選擇的部分，在上文都有詳細(xì)的敘述，這里不再贅述。
??計(jì)時(shí)時(shí)間到后，產(chǎn)生的中斷信號(hào)會(huì)先在狀態(tài)寄存器中置一個(gè)中斷標(biāo)志位，這個(gè)標(biāo)志位會(huì)通過(guò)中斷輸出控制，到NVIC申請(qǐng)中斷。這個(gè)中斷輸出控制存在的原因是：定時(shí)器模塊有很多地方都要申請(qǐng)中斷，如果需要該中斷，就允許輸出；如果不需要這個(gè)中斷，就禁止輸出。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，中斷輸出控制就是中斷輸出的允許位。

2.2 時(shí)基單元運(yùn)行時(shí)序舉例

??STM32中，關(guān)于時(shí)序運(yùn)行的內(nèi)容很多，具體請(qǐng)見(jiàn)手冊(cè)的詳細(xì)討論，這里僅舉一些時(shí)基單元的例子作簡(jiǎn)要分析。

2.2.1 緩沖（影子）寄存器

??STM32在設(shè)計(jì)之初，為了保證能適用于多種多樣的情況，故對(duì)時(shí)序運(yùn)行過(guò)程中突然手動(dòng)更改寄存器對(duì)時(shí)序的影響作了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)。這里引入緩沖（影子）寄存器，主要目的就是同步，即可以讓寄存器設(shè)定的某些目標(biāo)值的變化和更新事件同時(shí)發(fā)生，防止在運(yùn)行途中更改造成錯(cuò)誤。在定時(shí)器結(jié)構(gòu)圖中，有些寄存器的畫(huà)法采用了方框下加陰影的方式，就說(shuō)明該寄存器不是只有一個(gè)寄存器，而是有兩個(gè)寄存器來(lái)形成緩沖機(jī)制。實(shí)際上，真正使時(shí)序電路狀態(tài)發(fā)生更改的都是影子寄存器。

2.2.2 預(yù)分頻器時(shí)序分析

STM32學(xué)習(xí)筆記（四）丨TIM定時(shí)器及其應(yīng)用（定時(shí)中斷、內(nèi)外時(shí)鐘源選擇）

計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)頻率：CK_CNT = CK_PSC / (PSC + 1)

??上圖描述了當(dāng)預(yù)分頻器的分頻系數(shù)從1變?yōu)?時(shí)，計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖。當(dāng)計(jì)數(shù)器使能信號(hào)CNT_EN變?yōu)楦唠娖胶蟮南乱粋€(gè)CK_PSC的高電平，定時(shí)器時(shí)鐘CK_CNT接收CK_PSC。且此時(shí)預(yù)分頻器的分頻系數(shù)為1，PSC = 0，預(yù)分頻器完成一分頻，CK_PSC = CK_CNT。
??可以看到，當(dāng)計(jì)數(shù)器寄存器的值依次遞增達(dá)到0xFC后立即跳變?yōu)?x00，說(shuō)明重裝載寄存器ARR設(shè)計(jì)的目標(biāo)計(jì)數(shù)值就是0xFC，此時(shí)電路產(chǎn)生一個(gè)更新事件脈沖信號(hào)UEV，并產(chǎn)生中斷信號(hào)。
??在更新事件信號(hào)之前在TIMx_PSC中寫(xiě)入新數(shù)值，將預(yù)分頻器的分頻系數(shù)從1改為2，但是由于緩沖寄存器的存在，CK_CNT不會(huì)立即變?yōu)镃K_PSC / 2，而是在下一次更新中斷產(chǎn)生的同時(shí)，由預(yù)分頻緩沖器（影子寄存器）修改分頻系數(shù)為2，PSC = 1。
??由預(yù)分頻計(jì)數(shù)器時(shí)序可以看到，預(yù)分頻的分頻功能實(shí)際上也是通過(guò)計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)分頻系數(shù)變?yōu)?后，預(yù)分頻計(jì)數(shù)器按0、1、0、1依次計(jì)數(shù)，每當(dāng)預(yù)分頻計(jì)數(shù)器回到0時(shí)，預(yù)分頻器輸出信號(hào)CN_CNT輸出一個(gè)脈沖。

2.2.3 計(jì)數(shù)器時(shí)序分析

計(jì)數(shù)器工作時(shí)序圖

計(jì)數(shù)器溢出頻率：CK_CNT_OV = CK_CNT / (ARR + 1) = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)
計(jì)數(shù)器無(wú)預(yù)裝時(shí)序圖（緩沖機(jī)制失效 APRE = 0）

??如圖所示，當(dāng)計(jì)數(shù)器沒(méi)有預(yù)裝（緩沖機(jī)制）時(shí)，更改TIMx_ARR寄存器的值還有一種情況：當(dāng)更改自動(dòng)加載寄存器的值時(shí)，計(jì)數(shù)器寄存器的值已經(jīng)大于了更改后的值；但是此時(shí)計(jì)數(shù)器寄存器的值只能遞增，故該寄存器會(huì)一直遞增到最大值0xFFFF之后回到0x0000，再依次遞增，直到計(jì)數(shù)器寄存器的值與ARR寄存器的值相同時(shí)申請(qǐng)中斷。這里就可以看出，如果不使用緩沖機(jī)制，可能會(huì)給電路時(shí)序的工作造成一些問(wèn)題。
計(jì)數(shù)器有預(yù)裝時(shí)序（緩沖機(jī)制有效 APRE = 1）

2.2.4 RCC時(shí)鐘樹(shù)簡(jiǎn)介

STM32學(xué)習(xí)筆記（四）丨TIM定時(shí)器及其應(yīng)用（定時(shí)中斷、內(nèi)外時(shí)鐘源選擇）
??RCC時(shí)鐘樹(shù)：在STM32中用來(lái)產(chǎn)生和配置時(shí)鐘，并且把配置好的各個(gè)外設(shè)都發(fā)射到各個(gè)外設(shè)的系統(tǒng)。 時(shí)鐘是所有外設(shè)運(yùn)行的基礎(chǔ)，所以時(shí)鐘是最先配置的東西。在程序執(zhí)行時(shí)，在執(zhí)行主程序之前還會(huì)執(zhí)行一個(gè)SystemInit函數(shù)（詳見(jiàn)：STM32學(xué)習(xí)筆記（一）丨建立工程丨GPIO 通用輸入輸出），這個(gè)函數(shù)的作用就是配置RCC時(shí)鐘樹(shù)。
??RCC時(shí)鐘樹(shù)可以分為兩部分：時(shí)鐘產(chǎn)生電路和時(shí)鐘分配電路。

時(shí)鐘產(chǎn)生電路
??在時(shí)鐘產(chǎn)生電路，有四個(gè)振蕩源，分別是內(nèi)部的8MHz高速RC振蕩器、外部的4-16MHz高速晶振振蕩器（一般都外接8MHz）、外部的32.768kHz低速晶振振蕩器（一般給RTC提供時(shí)鐘）、內(nèi)部的40kHz低速RC振蕩器（給看門(mén)狗WDG提供時(shí)鐘）。外部的石英振蕩器比內(nèi)部的RC振蕩器更加穩(wěn)定。如果系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單，且不需要過(guò)于精確的時(shí)鐘，就可以使用內(nèi)部的RC振蕩器，這樣可以省下外部的晶振電路。
??在SystemInit函數(shù)中是這樣來(lái)配置時(shí)鐘的：首先會(huì)啟動(dòng)內(nèi)部的8MHz高速RC振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘，選擇該時(shí)鐘為系統(tǒng)時(shí)鐘，暫時(shí)以8MHz的內(nèi)部時(shí)鐘運(yùn)行；然后再啟動(dòng)外部時(shí)鐘，配置外部時(shí)鐘信號(hào)流經(jīng)如下圖所示的電路：

外部晶振信號(hào)進(jìn)入PLLMUL鎖相環(huán)進(jìn)行倍頻，8MHz倍頻9倍，得到72MHz，待鎖相環(huán)輸出穩(wěn)定后，選擇鎖相環(huán)輸出為系統(tǒng)時(shí)鐘。這樣就把系統(tǒng)時(shí)鐘從8MHz切換為了72MHz。這樣分析可以得出一個(gè)結(jié)論：如果外部晶振出問(wèn)題，可能會(huì)出現(xiàn)程序時(shí)鐘慢大概10倍的現(xiàn)象。如果外部時(shí)鐘的硬件電路有問(wèn)題（晶振短路或連接錯(cuò)誤等），系統(tǒng)的時(shí)鐘就無(wú)法切換到72MHz，會(huì)保持內(nèi)部的8MHz運(yùn)行。
??圖中的CSS稱(chēng)為時(shí)鐘安全系統(tǒng)，它同樣負(fù)責(zé)切換時(shí)鐘。CSS可以檢測(cè)時(shí)鐘的運(yùn)行狀態(tài)，一旦外部時(shí)鐘失效，它就會(huì)自動(dòng)把外部時(shí)鐘切換為內(nèi)部時(shí)鐘，從而保證程序可以正常運(yùn)行，不會(huì)卡死造成事故。另外在高級(jí)定時(shí)器的剎車(chē)輸入功能中，CSS同樣負(fù)責(zé)檢測(cè)當(dāng)外部時(shí)鐘失效時(shí)，立即切斷輸出控制引腳，切斷電機(jī)輸出，防止發(fā)生意外。

時(shí)鐘分配電路
??時(shí)鐘產(chǎn)生電路產(chǎn)生的之中信號(hào)SYSCLK（72MHz）首先進(jìn)入AHB總線，在AHB總線上有一個(gè)預(yù)分頻器，在SystemInit函數(shù)配置的默認(rèn)分頻系數(shù)為1，所以AHB總線的時(shí)鐘自然是72MHz。
??之后信號(hào)進(jìn)入APB1總線，APB1上同樣有預(yù)分頻器，這里SystemInit默認(rèn)配置的分頻系數(shù)為2，輸出為36MHz，所以APB1總線的時(shí)鐘為36MHz。通用定時(shí)器和基本定時(shí)器是接在APB1上的，但是APB1（APB2同理）連接定時(shí)器還有如圖所示的以下結(jié)構(gòu)：

通用定時(shí)器和基本定時(shí)器通過(guò)圖中APB1下方的支路與APB1連接。由于APB1的預(yù)分頻系數(shù)默認(rèn)為2，則輸出到定時(shí)器的時(shí)鐘頻率×2。APB2的預(yù)分頻器的分頻系數(shù)默認(rèn)配置為1，其他其他流程與APB1同理。所以基本定時(shí)器，通用定時(shí)器，高級(jí)定時(shí)器的內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)鐘都是72MHz，這樣設(shè)計(jì)為我們使用定時(shí)器帶來(lái)了方便，不用考慮不同定時(shí)器時(shí)鐘不同的問(wèn)題了（前提是不亂修改SystemInit函數(shù)中的默認(rèn)配置）。
??在時(shí)鐘輸出端口，都有一個(gè)與門(mén)進(jìn)行時(shí)鐘輸出控制。控制端外部時(shí)鐘使能就是程序中 RCC_APB2/1PeriphClockCmd 函數(shù)作用的地方。

2.3 定時(shí)中斷和時(shí)鐘源選擇相關(guān)庫(kù)函數(shù)使用

??定時(shí)器相關(guān)的庫(kù)函數(shù)非常多，本節(jié)僅對(duì)將要使用的庫(kù)函數(shù)和 億些使用細(xì)節(jié) 進(jìn)行說(shuō)明（即使這樣也還是很多）。

定時(shí)器初始化配置

時(shí)基單元配置函數(shù)

// 恢復(fù)定時(shí)器缺省配置
void TIM_DeInit(TIM_TypeDef* TIMx);

// 時(shí)基單元初始化
void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);

// 把時(shí)基單元初始化函數(shù)所用的結(jié)構(gòu)體變量賦一個(gè)默認(rèn)值
void TIM_TimeBaseStructInit(TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);

// 使能計(jì)數(shù)器（對(duì)應(yīng)定時(shí)中斷結(jié)構(gòu)圖中的“運(yùn)行控制”功能） 
void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);

// 使能中斷輸出信號(hào)（對(duì)應(yīng)定時(shí)中斷結(jié)構(gòu)圖中的“中斷輸出控制”功能）
void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState);

時(shí)基單元的時(shí)鐘源選擇配置函數(shù)

// 時(shí)基單元的時(shí)鐘選擇相關(guān)函數(shù)
// 選擇內(nèi)部時(shí)鐘
TIM_InternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx);

// 選擇ITRx其他定時(shí)器的時(shí)鐘，TIM_InputTriggerSource為選擇要接入哪個(gè)定時(shí)器
void TIM_ITRxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_InputTriggerSource);

// 選擇TIx捕獲通道的時(shí)鐘，TIM_InputTriggerSource為選擇的引腳，TIM_ICPolarity為輸入極性選擇，ICFilter為濾波配置
void TIM_TIxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_TIxExternalCLKSource,
                                uint16_t TIM_ICPolarity, uint16_t ICFilter);

// 選擇ETR外部時(shí)鐘模式1輸入的時(shí)鐘，TIM_ExtTRGPrescaler為ETR外部時(shí)鐘預(yù)分頻器，TIM_ExtTRGPolarity為輸入極性選擇，ExtTRGFilter為濾波配置
void TIM_ETRClockMode1Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity,
                             uint16_t ExtTRGFilter);

// 選擇ETR外部時(shí)鐘模式1輸入的時(shí)鐘，參數(shù)與上一個(gè)函數(shù)完全相同，且對(duì)于ETR外部時(shí)鐘輸入而言，兩個(gè)函數(shù)等效，如果不需要觸發(fā)輸入的功能，則兩個(gè)函數(shù)可以互換
void TIM_ETRClockMode2Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, 
                             uint16_t TIM_ExtTRGPolarity, uint16_t ExtTRGFilter);

// 單獨(dú)配置ETR外部引腳的預(yù)分頻器，極性，濾波參數(shù)
void TIM_ETRConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity,
                   uint16_t ExtTRGFilter);

參數(shù)（PSC、ARR等）更改函數(shù)（在程序運(yùn)行過(guò)程中修改）

// 預(yù)分頻值設(shè)置，TIM_PSCReloadMode為是否應(yīng)用輸入緩沖功能配置
void TIM_PrescalerConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Prescaler, uint16_t TIM_PSCReloadMode);

// 改變計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)模式
void TIM_CounterModeConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_CounterMode);

// 自動(dòng)重裝寄存器預(yù)裝功能配置（計(jì)數(shù)器有無(wú)預(yù)裝功能）
void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);

// 手動(dòng)給計(jì)數(shù)器寫(xiě)入一個(gè)值
void TIM_SetCounter(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Counter);

// 手動(dòng)給自動(dòng)重裝寄存器寫(xiě)入一個(gè)值
void TIM_SetAutoreload(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Autoreload);

// 獲取當(dāng)前計(jì)數(shù)器的值
uint16_t TIM_GetCounter(TIM_TypeDef* TIMx);

// 獲取當(dāng)前的預(yù)分頻器的值
uint16_t TIM_GetPrescaler(TIM_TypeDef* TIMx);

// 獲取定時(shí)中斷的標(biāo)志位和清除標(biāo)志位，使用方法與EXTI相同
FlagStatus TIM_GetFlagStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_FLAG);
void TIM_ClearFlag(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_FLAG);
ITStatus TIM_GetITStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT);
void TIM_ClearITPendingBit(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT);

使用定時(shí)器庫(kù)函數(shù)的一些細(xì)節(jié)

選擇內(nèi)部時(shí)鐘函數(shù)：定時(shí)器上電后默認(rèn)選擇內(nèi)部時(shí)鐘，如果要選擇內(nèi)部時(shí)鐘，這一句可以省略。
```
TIM_InternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx);
```
時(shí)基單元初始化函數(shù)TIN_TimeBaseInit：在配置結(jié)構(gòu)體變量時(shí)，會(huì)遇到以下幾個(gè)細(xì)節(jié)問(wèn)題

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision （采樣）時(shí)鐘分頻頻率選擇
??在定時(shí)器的外部信號(hào)輸入引腳一般都有一個(gè)濾波器來(lái)消除信號(hào)的抖動(dòng)干擾，它的工作原理是：在一個(gè)固定的時(shí)鐘頻率 $f$ 下進(jìn)行采樣，如果連續(xù) $N$ 個(gè)采樣點(diǎn)都是相同的電平，就代表輸入信號(hào)穩(wěn)定了，就將采樣值輸出到下一級(jí)電路；如果 $N$ 個(gè)采樣點(diǎn)不全都相同，就說(shuō)明信號(hào)有抖動(dòng)，這時(shí)保持上一次的輸出，或直接輸出低電平。這樣就能保證輸出信號(hào)在一定程度上的濾波。這里的采樣頻率 $f$ 和采樣點(diǎn)數(shù) $N$ 都是濾波器的參數(shù)，頻率越低，采樣點(diǎn)數(shù)越多，濾波效果就越好，不過(guò)相應(yīng)的信號(hào)延遲就越大。
??采樣頻率 $f$ 的來(lái)源可以是內(nèi)部時(shí)鐘直接提供，也可以是內(nèi)部時(shí)鐘加一個(gè)時(shí)鐘分頻而來(lái)。分頻是多少，就由參數(shù)TIM_ClockDivision決定。可見(jiàn) TIM_ClockDivision與時(shí)基單元的關(guān)系并不大，它的可選值可以選擇1分頻，2分頻和4分頻。

在配置結(jié)構(gòu)體變量時(shí)，并沒(méi)有能直接操作計(jì)數(shù)器CNT的參數(shù)。如果需要，可以采用SetCounter和GetCounter兩個(gè)函數(shù)來(lái)操作計(jì)數(shù)器。

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter 重復(fù)計(jì)數(shù)寄存器，通過(guò)這個(gè)參數(shù)可以設(shè)置重復(fù)計(jì)數(shù)寄存器。但是通用定時(shí)器中沒(méi)有這一個(gè)寄存器，故可以直接設(shè)置為0。

定時(shí)時(shí)間的計(jì)算
??參考公式： 計(jì)數(shù)器溢出頻率：CK_CNT_OV = CK_CNT / (ARR + 1) = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)，注意PSC（TIM_Prescaler）和ARR（TIM_Period）的取值都要在0~65535之間。

在TIM_TimeBaseInit函數(shù)的最后，會(huì)立刻生成一個(gè)更新事件，來(lái)重新裝載預(yù)分頻器和重復(fù)計(jì)數(shù)器的值。預(yù)分頻器有緩沖寄存器，我們寫(xiě)入的PSC和ARR只有在更新事件時(shí)才會(huì)起作用。但是更新事件和更新中斷是同時(shí)發(fā)生的，更新中斷會(huì)置更新中斷標(biāo)志位，手動(dòng)生成一個(gè)更新事件，就相當(dāng)于在初始化時(shí)立刻進(jìn)入更新函數(shù)執(zhí)行一次，在開(kāi)啟中斷之前手動(dòng)清除一次更新中斷標(biāo)志位，就可以避免剛初始化完成就進(jìn)入中斷函數(shù)的問(wèn)題。

外部時(shí)鐘配置函數(shù)TIM_ETRClockMode2Config

TIM_ExtTRGPrescaler外部時(shí)鐘預(yù)分頻器：可以選擇外部時(shí)鐘分頻關(guān)閉（1分頻）、2分頻、4分頻、8分頻。

TIM_ExtTRGPolarity 外部觸發(fā)的極性：TIM_ExtTRGPolarity_Inverted為反向極性，即低電平和下降沿有效；TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted為不反向，即高電平和上升沿有效。

ExtTRGFilter 外部輸入濾波器：工作原理與內(nèi)部時(shí)鐘的濾波器相似，它的值可以是0x00到0x0F之間的一個(gè)值，其決定了采樣的 $f$ 和 $N$ ，具體的對(duì)應(yīng)關(guān)系在手冊(cè)中有對(duì)應(yīng)表：

GPIO配置：因?yàn)槭鞘褂猛獠拷涌谳斎霑r(shí)鐘，故在使用該函數(shù)之前還需要配置GPIO端口。對(duì)于定時(shí)器，手冊(cè)中給的推薦配置是浮空輸入。但是浮空輸入會(huì)導(dǎo)致引腳的輸入電平極易受干擾，所以輸入信號(hào)的功率不小時(shí)一般選擇上拉或下拉輸入。當(dāng)外部的輸入信號(hào)功率很小，內(nèi)部的上拉/下拉電阻（較大）可能會(huì)影響到這個(gè)輸入信號(hào)，這時(shí)就需要用浮空輸入，防止影響外部輸入的電平。

2.4 定時(shí)器定時(shí)中斷實(shí)例

??本次實(shí)驗(yàn)要完成的現(xiàn)象是：定義一個(gè) uint16_t 的 Num 變量，使其每秒+1。器件連接圖和程序源碼如下所示：
STM32學(xué)習(xí)筆記（四）丨TIM定時(shí)器及其應(yīng)用（定時(shí)中斷、內(nèi)外時(shí)鐘源選擇）

Timer.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

// 用extern聲明變量后，這里的Num就會(huì)成為main.c文件中Num的引用
extern uint16_t Num;

void Timer_Init(void)
{
	// 用RCC外設(shè)時(shí)鐘控制打開(kāi)定時(shí)器的基準(zhǔn)時(shí)鐘和外設(shè)的工作時(shí)鐘
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
	
	// 選擇時(shí)基單元的時(shí)鐘源（這里使用內(nèi)部時(shí)鐘）
	// 定時(shí)器上電后默認(rèn)使用內(nèi)部時(shí)鐘，如果使用內(nèi)部時(shí)鐘這一步也可以省略
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);
	
	// 配置時(shí)基單元
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;	// 配置時(shí)鐘分頻頻率（用于采樣濾波，在這里它的取值不重要，取哪一個(gè)都可以）
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	// 配置計(jì)數(shù)模式
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10000 - 1;	// 周期，即自動(dòng)重裝寄存器的值A(chǔ)RR
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1;	// 預(yù)分頻系數(shù)PSC
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;	// 重復(fù)計(jì)數(shù)寄存器，高級(jí)定時(shí)器才有的模塊，這里配置為0
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	// 在TIM_TimeBaseInit函數(shù)的最后，會(huì)立刻生成一個(gè)更新事件，來(lái)重新裝載預(yù)分頻器和重復(fù)計(jì)數(shù)器的值
	// 預(yù)分頻器有緩沖寄存器，我們寫(xiě)入的PSC和ARR只有在更新事件時(shí)才會(huì)起作用
	// 為了讓寫(xiě)入的值立刻起作用，故在函數(shù)的最后手動(dòng)生成了一個(gè)更新事件
	// 但是更新事件和更新中斷是同時(shí)發(fā)生的，更新中斷會(huì)置更新中斷標(biāo)志位，手動(dòng)生成一個(gè)更新事件，就相當(dāng)于在初始化時(shí)立刻進(jìn)入更新函數(shù)執(zhí)行一次
	// 在開(kāi)啟中斷之前手動(dòng)清除一次更新中斷標(biāo)志位，就可以避免剛初始化完成就進(jìn)入中斷函數(shù)的問(wèn)題
	TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
	
	// 配置中斷輸出控制，允許中斷輸出到NVIC
	TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
	
	// 配置NVIC，在NVIC中打開(kāi)定時(shí)器中斷的通道，并分配優(yōu)先級(jí)
	// NVIC通道優(yōu)先級(jí)分組
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	// 初始化NVIC
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;	// 配置NVIC中斷通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;	// 中斷通道命令
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;	// 響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;	// 搶占優(yōu)先級(jí)
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
	// 配置運(yùn)行控制
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

void TIM2_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
	{
		Num ++;
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
	}
}

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"

uint16_t Num;

int main()
{
	OLED_Init();
	Timer_Init();
	OLED_ShowString(1, 1, "Num:");	// 顯示一個(gè)字符串

	while(1)
	{
		OLED_ShowNum(1, 5, Num, 5);
		// OLED_ShowNum(2, 5, TIM_GetCounter(TIM2), 5);
	}
}

2.5 定時(shí)器外部時(shí)鐘選擇

??本次實(shí)驗(yàn)要完成的現(xiàn)象是：用光敏傳感器手動(dòng)模擬一個(gè)外部時(shí)鐘，定義一個(gè) uint16_t 的 Num 變量，當(dāng)外部時(shí)鐘觸發(fā)10次（預(yù)分頻之后的脈沖）后Num + 1。器件連接圖和程序源碼如下所示：
STM32學(xué)習(xí)筆記（四）丨TIM定時(shí)器及其應(yīng)用（定時(shí)中斷、內(nèi)外時(shí)鐘源選擇）

Timer.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

// 用extern聲明變量后，這里的Num就會(huì)成為main.c文件中Num的引用
extern uint16_t Num;

void Timer_Init(void)
{
	// 用RCC外設(shè)時(shí)鐘控制打開(kāi)定時(shí)器的基準(zhǔn)時(shí)鐘和外設(shè)的工作時(shí)鐘
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
	
	// RCC打開(kāi)GPIO的時(shí)鐘
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	// 選擇時(shí)基單元的時(shí)鐘源（使用ETR外部時(shí)鐘）
	TIM_ETRClockMode2Config(TIM2, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, 0x0F);
	
	// 配置時(shí)基單元
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;	// 配置時(shí)鐘分頻頻率（用于采樣濾波，在這里它的取值不重要，取哪一個(gè)都可以）
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	// 配置計(jì)數(shù)模式
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10 - 1;	// 周期，即自動(dòng)重裝寄存器的值A(chǔ)RR
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 2 - 1;	// 預(yù)分頻系數(shù)PSC（這里如果PSC設(shè)置為0，會(huì)連續(xù)觸發(fā)中斷，導(dǎo)致主程序不運(yùn)行，是我的芯片Bug問(wèn)題）
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;	// 重復(fù)計(jì)數(shù)寄存器，高級(jí)定時(shí)器才有的模塊，這里配置為0
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	// 在TIM_TimeBaseInit函數(shù)的最后，會(huì)立刻生成一個(gè)更新事件，來(lái)重新裝載預(yù)分頻器和重復(fù)計(jì)數(shù)器的值
	// 預(yù)分頻器有緩沖寄存器，我們寫(xiě)入的PSC和ARR只有在更新事件時(shí)才會(huì)起作用
	// 為了讓寫(xiě)入的值立刻起作用，故在函數(shù)的最后手動(dòng)生成了一個(gè)更新事件
	// 但是更新事件和更新中斷是同時(shí)發(fā)生的，更新中斷會(huì)置更新中斷標(biāo)志位，手動(dòng)生成一個(gè)更新事件，就相當(dāng)于在初始化時(shí)立刻進(jìn)入更新函數(shù)執(zhí)行一次
	// 在開(kāi)啟中斷之前手動(dòng)清除一次更新中斷標(biāo)志位，就可以避免剛初始化完成就進(jìn)入中斷函數(shù)的問(wèn)題
	TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
	
	// 配置中斷輸出控制，允許中斷輸出到NVIC
	TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
	
	// 配置NVIC，在NVIC中打開(kāi)定時(shí)器中斷的通道，并分配優(yōu)先級(jí)
	// NVIC通道優(yōu)先級(jí)分組
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	// 初始化NVIC
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;	// 配置NVIC中斷通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;	// 中斷通道命令
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;	// 響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;	// 搶占優(yōu)先級(jí)
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	                     
	// 配置運(yùn)行控制
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

uint16_t Timer_GetCounter(void)
{
	return TIM_GetCounter(TIM2);
}

void TIM2_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
	{
		Num ++;
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
	}
}

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"

uint16_t Num;

int main()
{
	OLED_Init();
	Timer_Init();
	OLED_ShowString(1, 1, "Num:");	// 顯示一個(gè)字符串
	OLED_ShowString(2, 1, "CNT:");
	
	while(1)
	{
		OLED_ShowNum(1, 5, Num, 5);
		OLED_ShowNum(2, 5, Timer_GetCounter(), 5);
	}
}

??下一篇：STM32學(xué)習(xí)筆記（五）丨TIM定時(shí)器及其應(yīng)用（輸出比較丨PWM驅(qū)動(dòng)呼吸燈、舵機(jī)、直流電機(jī)）

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