1、TIM簡介

1.1 基本定時(shí)器

時(shí)基單元：由自動(dòng)重裝載寄存器、預(yù)分頻器、計(jì)數(shù)器組成。

來自RCC的TIMxCLK：一般是系統(tǒng)的主頻，72MHz。

預(yù)分頻器（16位）：對(duì)進(jìn)來的頻率進(jìn)行分頻，寫0，不分頻，輸出72MHz。寫1，2分頻，輸出36MHz。以此類推。

計(jì)數(shù)器（16位）：對(duì)預(yù)分頻器后的計(jì)數(shù)時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)。

自動(dòng)重裝載寄存器（16位）：寫入的計(jì)數(shù)目標(biāo)。

向上的箭頭（UI）：表示這里會(huì)產(chǎn)生中斷信號(hào)。計(jì)數(shù)值等于自動(dòng)重裝值產(chǎn)生的中斷，一般叫做“更新中斷”，更新中斷之后會(huì)通往NVIC，再配置好NVIC的定時(shí)器通道，那定時(shí)器的更新中斷就可以得到CPU的響應(yīng)。

向下的箭頭（U）：表示這里會(huì)產(chǎn)生一個(gè)事件。對(duì)應(yīng)的事件叫做“更新事件”，更新事件不會(huì)觸發(fā)中斷，但會(huì)觸發(fā)內(nèi)部的其他電路的工作。

主模式觸發(fā)DAC功能：定時(shí)器設(shè)計(jì)了一個(gè)主模式，使用主模式可以把定時(shí)器的更新事件映射到觸發(fā)輸出TRGO（Trigger Out）的位置，TRGO直接接到DAC的觸發(fā)轉(zhuǎn)換引腳上。定時(shí)器的更新就不需要通過中斷來觸發(fā)DAC轉(zhuǎn)換了。

基本定時(shí)器僅支持向上計(jì)數(shù)模式。

1.2 通用定時(shí)器

基本定時(shí)器支持向上計(jì)數(shù)、向下計(jì)數(shù)、中央對(duì)齊的計(jì)數(shù)模式。

時(shí)鐘源選擇：可以選擇內(nèi)部時(shí)鐘，也可以選擇外部時(shí)鐘。外部時(shí)鐘：TIMx_ETR（Externala）引腳上的外部時(shí)鐘。

外部時(shí)鐘模式2。ETRF：經(jīng)過ETRF進(jìn)入觸發(fā)控制器，就可以選擇作為時(shí)基單元的時(shí)鐘了。這一路叫做“外部時(shí)鐘模式2”。

外部時(shí)鐘模式1。TRGI：主要用作觸發(fā)輸入。當(dāng)TRGI當(dāng)作外部時(shí)鐘來使用時(shí)，這一路叫做“外部時(shí)鐘模式1”。通過這一路的時(shí)鐘有：①ETR的引腳信號(hào)，②ITR信號(hào)，ITR0-ITR3分別來自其他4個(gè)定時(shí)器的TRGO輸出。可以用作定時(shí)器的級(jí)聯(lián)。③TI1F_ED（Edge，邊沿）信號(hào)：連接的是輸入捕獲單元的CH1引腳。④TI1FP1信號(hào)：連接到CH1引腳的時(shí)鐘。TI2FP2信號(hào)：連接到CH2引腳的時(shí)鐘。

ITR信號(hào)：

編碼器接口：可以讀取正交編碼器的輸出波形。

TRGO：定時(shí)器的主模式輸出，可以把內(nèi)部的一些事件映射到TRGO引腳上。

輸出比較電路：圖右下角，有四個(gè)通道，CH1--CH4?？梢杂糜谳敵鯬WM波形，驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。

輸入捕獲電路：圖左下角，有四個(gè)通道，CH1--CH4?？梢杂糜跍y(cè)量輸入方波信號(hào)的頻率等。

捕獲/比較寄存器：是輸入捕獲和輸出比較電路共用的。輸入捕獲和輸出比較不能共用，因此寄存器和引腳也是共用的。

輸入濾波器原理：可以濾掉信號(hào)的抖動(dòng)干擾。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)都為相同的電平，代表輸入信號(hào)穩(wěn)定，即可輸出采樣值。如果N個(gè)采樣值不全都相同，說明信號(hào)有抖動(dòng)，此時(shí)保持上一次的輸出或者直接輸出低電平。采樣頻率f和采樣點(diǎn)數(shù)N都是濾波器的參數(shù)。采樣頻率f可以是由①內(nèi)部時(shí)鐘直接而來，也可以是②內(nèi)部時(shí)鐘+分頻而來，分配多少，由參數(shù)TIM_ClockDivision 決定。TIM_ClockDivision 見5.3配置時(shí)基單元代碼。

1.3 高級(jí)定時(shí)器

重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)器：可以實(shí)現(xiàn)每隔幾個(gè)周期，才發(fā)生一次更新事件和更新中斷。

DTG（Dead Time Generate）：死區(qū)生產(chǎn)電路。右邊輸出控制有兩個(gè)互補(bǔ)的信號(hào)，可以輸出一對(duì)互補(bǔ)的PWM波，可以用于驅(qū)動(dòng)三相無刷電機(jī)。如：四軸飛行器、電動(dòng)車的后輪、電鉆等。

BRK：剎車輸入功能，為了給電機(jī)驅(qū)動(dòng)提供安全保障。如果外部引腳BKIN（Break IN）產(chǎn)生了剎車信號(hào)，或者內(nèi)部時(shí)鐘失效，產(chǎn)生了故障，控制電路會(huì)自動(dòng)切斷電機(jī)的輸出。

2、定時(shí)中斷基本結(jié)構(gòu)

PSC（Prescaler）：預(yù)分頻器

CNT（Counter）：計(jì)數(shù)器

ARR（Auto Reload Register）：自動(dòng)重裝載寄存器

運(yùn)行控制：控制寄存器的一些位。如啟動(dòng)停止、向上或向下計(jì)數(shù)等。

計(jì)時(shí)時(shí)間到產(chǎn)生中斷的去向：中斷信號(hào)會(huì)先在狀態(tài)寄存器里置一個(gè)中斷標(biāo)志位，這個(gè)標(biāo)志位會(huì)通過中斷輸出控制，到NVIC申請(qǐng)中斷。

中斷輸出控制：因?yàn)槎〞r(shí)器很多地方需要申請(qǐng)中斷，如：更新申請(qǐng)中斷，觸發(fā)信號(hào)也會(huì)申請(qǐng)中斷，輸入捕獲和輸出比較匹配時(shí)也會(huì)申請(qǐng)中斷。就是中斷輸出的允許位，需要某個(gè)中斷，就允許一下。

3、時(shí)序圖

3.1 預(yù)分頻器時(shí)序圖

CK_PSC：預(yù)分頻器的輸入時(shí)鐘，內(nèi)部時(shí)鐘一般是72MHz。

CNT_EN：計(jì)數(shù)器使能，高電平計(jì)數(shù)器正常運(yùn)行，低電平計(jì)數(shù)器停止。

CK_CNT：預(yù)分頻器的時(shí)鐘輸出，也是計(jì)數(shù)器時(shí)鐘的輸入。

一個(gè)計(jì)數(shù)周期的工作流程：開始時(shí)，計(jì)數(shù)器不使能，定時(shí)器時(shí)鐘不運(yùn)行。計(jì)數(shù)器使能后，前半段，預(yù)分頻器系數(shù)為1，定時(shí)器時(shí)鐘等于預(yù)分頻前的時(shí)鐘；后半段，預(yù)分頻器系數(shù)為2，定時(shí)器時(shí)鐘等于預(yù)分頻前時(shí)鐘的一半。在定時(shí)器時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下，計(jì)數(shù)器寄存器跟隨時(shí)鐘的上升沿不斷自增，ARR自動(dòng)重裝值為FC。當(dāng)計(jì)數(shù)值計(jì)到和重裝值相等，并且下一個(gè)時(shí)鐘來臨時(shí)，計(jì)數(shù)器寄存器的值才清0。同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)更新事件（UEV）。

下三行時(shí)序：預(yù)分頻控制寄存器，供我們讀寫用的，并不直接決定分頻系數(shù)。預(yù)分頻緩沖器或者影子寄存器：真正起作用的寄存器。當(dāng)在計(jì)數(shù)中間改變預(yù)分頻器的值（預(yù)分頻控制寄存器），不會(huì)馬上更新，要等到計(jì)數(shù)到自動(dòng)重裝值，并產(chǎn)生更新事件后，才會(huì)更改預(yù)分頻器的值（預(yù)分頻緩沖器）。

3.2 計(jì)數(shù)器時(shí)序

?

CK_INT：內(nèi)部時(shí)鐘72MHz。

計(jì)數(shù)器無預(yù)裝時(shí)序：沒有緩沖寄存器的情況。

計(jì)數(shù)器有預(yù)裝時(shí)序：有緩沖寄存器的情況。

通過設(shè)置ARPE位，可以選擇是否使用預(yù)裝功能。

4、 RCC時(shí)鐘樹

左邊是時(shí)鐘的產(chǎn)生電路，右邊是時(shí)鐘的分配電路。

4.1 時(shí)鐘產(chǎn)生電路

有四個(gè)震蕩源：

????????①內(nèi)部的8MHz高速RC振蕩器；

????????②OSC_OUT，OSC_IN：外部的4-16MHz高速石英晶體振蕩器，也就是晶振，一般都是接8MHz；外部的石英振蕩器比內(nèi)部的RC振蕩器更加穩(wěn)定。一般使用外部晶振。

????????③OSC32_IN，OSC32_OUT：外部的32.768KHz低速晶振，一般給RTC提供時(shí)鐘。

????????④LSI RC：內(nèi)部的40KHz低速RC振蕩器，可以給看門狗提供時(shí)鐘。

? ? ? ? 高速時(shí)鐘晶振用于提供系統(tǒng)時(shí)鐘，如AHB、APB2、APB1都是來源于這兩個(gè)高速晶振。

在SystemInit函數(shù)里，ST配置時(shí)鐘：①首先啟動(dòng)內(nèi)部時(shí)鐘，選擇內(nèi)部8MHz為系統(tǒng)時(shí)鐘，暫時(shí)以內(nèi)部8MHz的時(shí)鐘運(yùn)行。②然后再啟動(dòng)外部時(shí)鐘，經(jīng)過PLLXTPRE、PLLSRC，進(jìn)入PLLMUL（PLL鎖相環(huán)）進(jìn)行倍頻，8MHz倍頻9倍，得到72MHz。等到鎖相環(huán)輸出穩(wěn)定后，選擇鎖相環(huán)輸出為系統(tǒng)時(shí)鐘。系統(tǒng)時(shí)鐘就從8MHz切換成了72MHz。

CSS（Clock Security System）：時(shí)鐘安全系統(tǒng)，負(fù)責(zé)切換時(shí)鐘?？梢员O(jiān)測(cè)外部時(shí)鐘的運(yùn)行狀態(tài)，一但外部時(shí)鐘失效，就會(huì)自動(dòng)把外部時(shí)鐘切換回內(nèi)部時(shí)鐘，保證系統(tǒng)時(shí)鐘的運(yùn)行，防止程序卡死造成事故。

4.2 時(shí)鐘分配電路

①AHB總線有個(gè)預(yù)分頻器，在SystemInit里配置的分頻系數(shù)為1，故AHB總線的時(shí)鐘為72MHz。

②然后進(jìn)入APB1總線，這里配置的分頻系數(shù)為2，故APB1總線的時(shí)鐘為36MHz。

故基本定時(shí)器、通用定時(shí)器的時(shí)鐘都為72MHz。

③APB2總線，在這里配置的分頻系數(shù)為1，故APB1總線的時(shí)鐘為72MHz。

故高級(jí)定時(shí)器的時(shí)鐘都為72MHz。

④外設(shè)時(shí)鐘使能，就是程序中RCC_APB2/1PeriphClockCmd的地方。

5、TIM中斷初始化代碼

根據(jù)定時(shí)中斷基本結(jié)構(gòu)來一步一步初始化定時(shí)器中斷代碼：

（1）開啟外部時(shí)鐘

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

（2）選擇時(shí)基單元的時(shí)鐘

①選擇內(nèi)部時(shí)鐘作為時(shí)基單元時(shí)鐘

TIM_InternalClockConfig(TIM2);

定時(shí)器上電后默認(rèn)使用的就是內(nèi)部時(shí)鐘，可以省略。

②選擇ETR外部時(shí)鐘作為時(shí)基單元時(shí)鐘

TIM_ETRClockMode2Config(TIM2, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, 0x0F);

選擇外部時(shí)鐘作為時(shí)基單元時(shí)鐘，可能需要配置GPIO，視情況而定。配置GPIO就需要開啟外部時(shí)鐘以及引腳等配置。

（3）配置時(shí)基單元

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10000 - 1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);

TIM_Period ，ARR自動(dòng)重裝器的值

TIM_Prescaler ，PSC預(yù)分頻器的值

TIM_RepetitionCounter ，重復(fù)計(jì)數(shù)器的值

因?yàn)門imeBaseInit里面有上述那句話，為啥要上述那句？

因?yàn)轭A(yù)分頻器是有緩沖寄存器的，寫的值只有在更新事件時(shí)，才會(huì)真正起作用，這里為了讓值立刻起作用，手動(dòng)生成了一個(gè)更新事件，這樣預(yù)分頻器的值就有效了。但同時(shí)帶來了副作用：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，一旦程序初始化完，更新中斷就會(huì)立刻進(jìn)入，會(huì)導(dǎo)致剛一上電，就立刻進(jìn)中斷。

TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);

因此需要增加上述手動(dòng)清除更新中斷標(biāo)志位代碼。

（4）使能更新中斷

TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);

（5）配置NVIC

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

（6）啟動(dòng)定時(shí)器文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-813610.html

TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

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