STM32—TIM（基本定时器）详解

一、定时器简介

STM32F1 系列中，除了互联型的产品，共有 8 个定时器，分为基本定时器，通用定时器和高级定时器。基本定时器 TIM6 和 TIM7 是一个 16 位的只能向上计数的定时器，只能定时，没有外部 IO。通用定时器 TIM2/3/4/5 是一个 16 位的可以向上/下计数的定时器，可以定时，可以输出比较，可以输入捕捉，每个定时器有四个外部 IO。高级定时器 TIM1/8是一个 16 位的可以向上/下计数的定时器，可以定时，可以输出比较，可以输入捕捉，还可以有三相电机互补输出信号，每个定时器有 8 个外部 IO。

强调一下，并不是所有的型号都有基本定时器模块。

二、基本定时器框图

1. 时钟源(TIMxCLK)
定时器时钟 TIMxCLK，即内部时钟 CK_INT，经 APB1 预分频器后分频提供，如果APB1 预分频系数等于 1，则频率不变，否则频率乘以 2，库函数中 APB1 预分频的系数是 2，即 PCLK1=36M，所以定时器时钟 TIMxCLK=36*2=72M。
2. 计数器时钟(CK_CNT)
定时器时钟经过 PSC 预分频器之后，即 CK_CNT，用来驱动计数器计数。PSC 是一个16 位的预分频器，可以对定时器时钟 TIMxCLK 进行 1~65536 之间的任何一个数进行分频。具体计算方式为：CK_CNT=TIMxCLK/(PSC+1)。
3. 计数器(CNT)
计数器 CNT 是一个 16 位的计数器，只能往上计数，最大计数值为 65535。当计数达到自动重装载寄存器的时候产生更新事件，并清零从头开始计数。
4. 自动重装载寄存器(ARR)
自动重装载寄存器 ARR 是一个 16 位的寄存器，这里面装着计数器能计数的最大数值。当计数到这个值的时候，如果使能了中断的话，定时器就产生溢出中断。
5. 定时时间计算

三、定时器初始化结构体

typedef struct
{
  uint16_t TIM_Prescaler; 		 //预分频系数 PSC
  uint16_t TIM_CounterMode;		//计数模式，基本定时器只能向上递增计数
  uint16_t TIM_Period;			//定时器周期 ARR
  uint16_t TIM_ClockDivision; 	//外部输入时钟分频，基本定时器用不到
  uint8_t TIM_RepetitionCounter; //重复计数，也用不到
} TIM_TimeBaseInitTypeDef;  

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(1) TIM_Prescaler：定时器预分频器设置，时钟源经该预分频器才是定时器时钟，它设定TIMx_PSC 寄存器的值。可设置范围为 0 至 65535，实现 1 至 65536 分频。
(2) TIM_CounterMode：定时器计数方式，可是在为向上计数、向下计数以及三种中心对齐模式。基本定时器只能是向上计数，即 TIMx_CNT 只能从 0 开始递增，并且无需初始化。
(3) TIM_Period：定时器周期，实际就是设定自动重载寄存器的值，在事件生成时更新到影子寄存器。可设置范围为 0 至 65535。
(4) TIM_ClockDivision：时钟分频，设置定时器时钟 CK_INT 频率与数字滤波器采样时钟频率分频比，基本定时器没有此功能，不用设置。
(5) TIM_RepetitionCounter：重复计数器，属于高级控制寄存器专用寄存器位，利用它可以非常容易控制输出 PWM 的个数。这里不用设置。

虽然定时器基本初始化结构体有 5 个成员，但对于基本定时器只需设置其中TIM_Prescaler、TIM_Period就可以。
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四、实例

基本定时器，实现定时1s 实现LED翻转

void BASETimer_NVIC_Config(void)
{
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
	
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM6_IRQn;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //只有一个中断，随意配
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}
void BaseTimer_Config(void)
{
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE );
	
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = (1000-1);
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = (72-1);  //中断一次 1ms
//	不配置也可
//	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
//	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //默认向上
//	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0x01;
	TIM_TimeBaseInit(TIM6,&TIM_TimeBaseInitStruct);
	
	//配置中断
	TIM_ITConfig(TIM6,TIM_IT_Update,ENABLE);
	TIM_ClearFlag(TIM6,TIM_FLAG_Update);
	//使能计数
	TIM_Cmd(TIM6,ENABLE);
}
void BaseTimer_Init(void)
{
	
	BASETimer_NVIC_Config();
	BaseTimer_Config();
}

中断服务函数

uint16_t timer = 0;
void TIM6_IRQHandler(void)
{
	if(TIM_GetITStatus(DEBUG_TIMx,TIM_IT_Update))
	{
		timer++;
	}
	TIM_ClearITPendingBit(DEBUG_TIMx,TIM_IT_Update);
}

主函数

int main(void)
{
	LED_GPIO_Config();
	BaseTimer_Init();
	LED_G_Toggle;
	while(1)
	{
		if(timer == 1000)
		{
			LED_G_Toggle;
			timer = 0;
		}
	}
}

总结：

编程要点
(1) 开定时器时钟 TIMx_CLK, x[6,7]；
(2) 初始化时基初始化结构体；（只配置TIM_Prescaler、TIM_Period其他随便填）
(3) 使能 TIMx, x[6,7] update 中断；
(4) 打开定时器；
(5) 编写中断服务程序

参考：《【野火®】零死角玩转STM32—F103霸道_V2》、《STM32F10x-中文参考手册》