本文主要是介绍1.STM32F4系列通用定时器TIM2~5总结,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
1. TIM2 到 TIM5 主要特性
通用 TIMx 定时器具有以下特性:
● 16 位(TIM3 和 TIM4)或 32 位(TIM2 和 TIM5) 递增、递减和递增/递减 自动重载计数器 (由影子寄存器结构的自动重载寄存器和计数器CNT组成)。
● 16 位 可编程预分频器PSC,用于对计数器时钟频率进行分频 (即运行时修改),分频系数介于 1 到 65536 之间。将CK_PSC分频为CNT_PSC
● 多达 4 个 独立通道 (既可以输入也可以输出,主要结构是输入/比较寄存器),可用于:
— 输入捕获
— 输出比较
— PWM 生成(边沿和中心对齐模式)
— 单脉冲模式输出
● 使用外部信号控制定时器且可实现多个定时器互连的同步电路。
● 发生如下事件时生成 中断/DMA 请求:
— 更新:计数器上溢/下溢、计数器初始化(通过软件或内部/外部触发)——TIM_IT_Update
— 触发事件(计数器启动、停止、初始化或通过内部/外部触发计数)
— 输入捕获 —— TIM_IT_CC1
— 输出比较
● 支持定位用增量(正交)编码器和霍尔传感器电路
● 外部时钟触发输入或逐周期电流管理
2. TIM2到TIM5主要功能
1). 时基单元
时基单元顾名思义即定时器中对时基脉冲进行计数的模块。STM32中定时器的时基单元又可称为可编程定时器,因为可以通过预分频寄存器PSC配置时基脉冲的预分频系数。计数器、自动重载寄存器和预分频器寄存器可通过软件进行读写。即使在计数器运行时也可执行读写操作。
时基单元包括:
● 计数器寄存器 (TIMx_CNT)
● 预分频器寄存器 (TIMx_PSC)——影子寄存器——实现缓冲
● 自动重载寄存器 (TIMx_ARR)——影子寄存器结构——实际是两个寄存器,即自动重载寄存器本身和其
自动重载寄存器是预装载的。对自动重载寄存器执行写入或读取操作时会访问预装载寄存器。预装载寄存器的内容既可以直接传送到影子寄存器,也可以在每次发生更新事件 (UEV) 时传送到影子寄存器,这取决于 TIMx_CR1 寄存器中的自动重载预装载使能位 (ARPE)。当 计数器达到上溢值(或者在递减计数时达到下溢值)并且 TIMx_CR1 寄存器中的 UDIS 位为 0 时,将发送更新事件。该更新事件也可由软件产生。
预分频寄存器也有和自动重载寄存器相似的结构:由于该控制寄存器具有缓 冲功能,因此预分频器可实现实时更改。而新的预分频比将在下一更新事件发生时被采用。
2). 计数器模式
递增计数模式——在递增计数模式下,计数器从 0 计数到自动重载值(TIMx_ARR 寄存器的内容),然后重新 从 0 开始计数并生成计数器上溢事件。每次发生计数器上溢时会生成更新事件。
递减计数模式——在递减计数模式下,计数器从自动重载值(TIMx_ARR 寄存器的内容)开始递减计数到 0, 然后重新从自动重载值开始计数并生成计数器下溢事件。
中心对齐模式(递增/递减计数)——在中心对齐模式下,计数器从 0 开始计数到自动重载值(TIMx_ARR 寄存器的内容)— 1, 生成计数器上溢事件;然后从自动重载值开始向下计数到 1 并生成计数器下溢事件。之后从 0 开始重新计数。
关于更新事件:每次发生计数器上溢或下溢时会生成更新事件。
发生更新事件时,将更新所有寄存器且将更新标志(TIMx_SR 寄存器中的 UIF 位)置 1(取 决于 URS 位):
● 预分频器的缓冲区中将重新装载预装载值(TIMx_PSC 寄存器的内容)。
● 自动重载活动寄存器将以预装载值 (TIMx_ARR 寄存器的内容)进行更新。注意,如果更新操作是由计数器上溢触发的,则自动重载寄存器在重载计数器之前更新,因此,下一个计数周期就是我们所希望的新的周期长度(计数器被重载新的值)。
3). 时钟选择
计数器时钟可由下列时钟源提供:
● 内部时钟 (CK_INT)
● 外部时钟模式 1:外部输入引脚 (TIx)
● 外部时钟模式 2:外部触发输入 (ETR),仅适用于 TIM2、TIM3 和 TIM4。
● 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,例如可以将定时器配置为定时器 2 的预分频器。
注:内部时钟源 (CK_INT)——如果禁止从模式控制器(TIMx_SMCR 寄存器中 SMS=000),则 CEN 位、DIR 位(TIMx_CR1 寄存器中)和 UG 位(TIMx_EGR 寄存器中)为实际控制位,并且只能通过软件进行更改(UG 除外,仍自动清零)。当对 CEN 位写入 1 时,预分频器的时钟就由内部时钟 CK_INT 提供。
4). 捕获/比较通道
每个捕获/比较通道均围绕一个捕获/比较寄存器(包括一个影子寄存器)、一个捕获输入阶段(数字滤波、多路复用和预分频器)和一个输出阶段(比较器和输出控制)构建而成。
输入阶段对相应的 TIx 输入进行采样,生成一个滤波后的信号 TIxF。然后,带有极性选择功 能的边沿检测器生成一个信号 (TIxFPx),该信号可用作从模式控制器的触发输入,也可用作 捕获命令。该信号先进行预分频 (ICxPS),而后再进入捕获寄存器。
附:捕获/比较通道的应用
1).输入捕获模式
在输入捕获模式下,当相应的 ICx 信号检测到跳变沿后,将使用捕获/比较寄存器(TIMx_CCRx) 来锁存计数器的值。发生捕获事件时,会将相应的 CCXIF 标志(TIMx_SR 寄存器)置 1, 并可发送中断或 DMA 请求(如果已使能)。如果发生捕获事件时 CCxIF 标志已处于高位, 则会将重复捕获标志 CCxOF(TIMx_SR 寄存器)置 1。可通过软件向 CCxIF 写入 0 来给 CCxIF 清零,或读取存储在 TIMx_CCRx 寄存器中的已捕获数据。向 CCxOF 写入 0 后会将 其清零。
2).PWM 输入模式
3).强制输出模式
4).输出比较模式
5).PWM 模式
6).单脉冲模式
7).发生外部事件时清除 OCxREF 信号
8).编码器接口模式
9).定时器输入异或功能
10).定时器与外部触发同步
11).定时器同步
12).调试模式
3.该类定时器的配置
1).时基单元配置
typedef struct
{uint16_t TIM_Prescaler; /*!< Specifies the prescaler value used to divide the TIM clock.This parameter can be a number between 0x0000 and 0xFFFF */uint16_t TIM_CounterMode; /*!< Specifies the counter mode.This parameter can be a value of @ref TIM_Counter_Mode */uint32_t TIM_Period; /*!< Specifies the period value to be loaded into the active<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"> </span><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"> </span>
<pre class="fragment"><span class="comment"> Auto-Reload Register at the next update event.</span>
This parameter must be a number between 0x0000 and 0xFFFF. */ uint16_t TIM_ClockDivision; /*!< Specifies the clock division.This parameter can be a value of @ref TIM_Clock_Division_CKD */
<span style="white-space:pre"> </span> /* CKD:时钟分频 (Clock division)此位域指示定时器时钟 (CK_INT) 频率与数字滤波器所使用的采样时钟(<span style="white-space:pre"> </span> ETR、TIx)之间的分频比*/uint8_t TIM_RepetitionCounter; /*!< Specifies the repetition counter value. Each time the RCR downcounterreaches zero, an update event is generated and counting restartsfrom the RCR value (N).This means in PWM mode that (N+1) corresponds to:- the number of PWM periods in edge-aligned mode- the number of half PWM period in center-aligned modeThis parameter must be a number between 0x00 and 0xFF. @note This parameter is valid only for TIM1 and TIM8. */
} TIM_TimeBaseInitTypeDef;
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