05_STM32F4通用定时器详细讲解

STM32F4系列共有14个定时器，功能很强大。

14个定时器分别为：
2个高级定时器：Timer1和Timer8
10个通用定时器：Timer2~timer5 和 timer9~timer14
2个基本定时器： timer6和timer7
本篇欲以通用定时器timer3为例，详细介绍定时器的各个方面，并对其PWM 功能做彻底的探讨。

Timer3是一个16位的定时器，有四个独立通道，分别对应着PA6 PA7 PB0 PB1 主要功能是：1输入捕获——测量脉冲长度。

2 输出波形——PWM 输出和单脉冲输出。

Timer3有4个时钟源：
1：内部时钟（CK_INT ），来自RCC 的TIMxCLK
2：外部时钟模式1：外部输入TI1FP1与TI2FP2
3：外部时钟模式2：外部触发输入TIMx_ETR ，仅适用于TIM2、TIM3、TIM4，TIM3，对应
着PD2引脚
4：内部触发输入：一个定时器触发另一个定时器。

时钟源可以通过TIMx_SMCR 相关位进行设置。

这里我们使用内部时钟。

定时器挂在高速外设时钟APB1或低速外设时钟APB2上，时钟不超过内部高速时钟HCLK ，故当APBx_Prescaler 不为1时，定时器时钟为其2倍，当为1时，为了不超过HCLK ，定时器时钟等于HCLK 。

例如：我们一般配置系统时钟SYSCLK 为168MHz ，内部高速时钟 AHB=168Mhz ，APB1欲分频为4，（因为APB1最高时钟为42Mhz ），那么挂在APB1总线上的timer3时钟为84Mhz 。

《STM32F4xx 中文参考手册》的424~443页列出与通用定时器相关的寄存器一共20个， 以下列出与Timer3相关的寄存器及重要寄存器的简单介绍。

1 TIM3 控制寄存器 1 (TIM3_CR1)
SYSCLK(最高
AHB_Prescaler APBx_Prescaler
作用：1使能自动重载TIM3_ARR
2定时器的计数器递增或递减计数。

3 事件更新。

4 计数器使能
2 TIM
3 控制寄存器2 (TIM3_CR2)
3 TIM3 从模式控制寄存器(TIM3_SMCR)
4 TIM3 DMA/中断使能寄存器(TIM3_DIER)
作用：1：使能事件更新中断
2：使能捕获/比较中断
5 TIM3 状态寄存器(TIM3_SR)
1：事件更新中断标志
2：捕获/比较中断标志
6 TIM3 事件生成寄存器(TIM3_EGR)
7 TIM3 捕获/比较模式寄存器1 (TIM3_CCMR1)
1：输出比较模式
2：输出比较预装载使能，即使能后可以随时改变TIM3 捕获/比较寄存器1
(TIM3_CCR1)的值
3：捕获/比较选择
8 TIM3 捕获/比较模式寄存器2 (TIM3_CCMR2)
9 TIM3 捕获/比较使能寄存器(TIM3_CCER)
1：上升沿触发or下降沿触发
2：捕获/比较输出使能
10 TIM3 计数器(TIM3_CNT)
11 TIM3 预分频器(TIM3_PSC)
计数器时钟频率CK_CNT 等于f CK_PSC / (PSC[15:0] + 1)。

12 TIM3 自动重载寄存器(TIM3_ARR)
当自动重载值为空时，计数器不工作
难道说每次事件都必须装载重载值？
13 TIM3 捕获/比较寄存器1 (TIM3_CCR1)
输出时：CCR1是捕获/比较寄存器的预装载值，由TIM3_CCMR的OC1PE位使能。

输入时：CCR1为上一个输入捕获事件（IC1）发生时的计数器值。

14 TIM3 捕获/比较寄存器2 (TIM3_CCR2)
15 TIM3 捕获/比较寄存器3 (TIM3_CCR3)
16 TIM3 捕获/比较寄存器4 (TIM3_CCR4)
1 Timer3用来做定时中断
与之相关的时基单元寄存器有
10 TIM3 计数器(TIM3_CNT)
11 TIM3 预分频器(TIM3_PSC)
12 TIM3 自动重载寄存器(TIM3_ARR)
原理：
这里以向上计数为例，即计数器TIM3_CNT向上计数，当达到TIM3_ARR所设定的值时，归零重新计数，若使能了更新中断，则在TIM3_CNT归零时，进入中断。

进入中断的时间为(TIM3_ARR+1)个计时器周期
而计时器单元时钟是由定时器时钟分频得到，每(CK_PSC+1)个定时器周期计数一次。

定时器时钟上文已经讲了，由于Timer3挂在APB1总线上
故Timer3进入中断的周期为(CK_PSC+1)* (TIM3_ARR+1)/84000000秒
频率为84000000/[(CK_PSC+1)* (TIM3_ARR+1)] Hz
利用官方库函数实现每500ms进入中断，改变LED灯的电平，程序如下
1 打开时钟，Timer3挂在APB1上，所以命令开启时钟。

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE); ///使能TIM3时钟
2 时钟Timer3的配置。

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr; //自动重装载值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=psc; //定时器分频
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);//初始化TIM3
3 使能中断
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE); //允许定时器3更新中断。

4 打开Timer3。

TIM_Cmd(TIM3,ENABLE); //使能定时器3
5 配置中断。

6 中断服务函数编写。

故可见STM32的初始化函数都离不开以下几步
1 打开设备时钟。

2 配置参数。

3 打开设备。

设备需配置后再打开。

如果需要配置中断，那么则需要编写中断服务函数。

完整程序如下
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE); //使能TIM3时钟
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=psc; //定时器分频
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr; //自动装载值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);//初始化TIM3
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE); //允许定时器3更新中断
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE); //使能定时器
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn; //定时器中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0x01; //抢占优先级1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0x03; //子优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
/Timer3中断服务函数
void TIM3_IRQHandler(void)
{
if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)==SET)/ /溢出中断
{
GPIO_ToggleBits(GPIO_LED ,DS1_PIN); //LED灯电平翻转}
TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update); //清除中断标志位
}
然后main()函数中TIM3_Int_Init(5000-1,8400-1);即可
可以计算进入中断的频率为2Hz即LED灯每500ms亮一次，LED周期为1Hz。