STM32定时器基本计数原理解析

概述

STM32的TIM定时器分为三类：基本定时器、通用定时器和高级定时器。从分类来看就知道STM32的定时器功能是非常强大的，但是，功能强大了，软件配置定时器就相对复杂多了。很多初学者甚至工作了一段时间的人都不知道STM32最基本的计数原理。

虽然STM32定时器功能强大，也分了三类，但他们最基本的计数部分原理都是一样的，也就是我们常常使用的延时（或定时）多少us、ms等。

接下来我会讲述关于STM32最基本的计数原理，详细讲述如何做到（配置）计数1us的延时，并提供实例代码供大家参考学习。

TIM计数原理描述

定时器可以简单的理解为：由计数时钟（系统时钟或外部时钟）一个一个计数，直到计数至我们设定的值，这个时候产生一个事件，告诉我们计数到了。

上面简单的描述懂了之后就是需要理解它们每一步骤的细节，比如：提供的时钟频率是多少、分频是多少等。

基本TIM框图：

通用TIM框图：

上面两图截取“STM32F4x5、x7参考手册”建议下载手册参看。

从上面两个TIM框图可以看得出来，通用TIM是包含了基本TIM的功能。也可以说基本定时器是定时器最基本的计数部分，我们该文主要就是围绕这部分来讲述，后续会其他更通用、高级的功能给大家讲述。

重要的几个参数（信息）：

1.CK_INT时钟：一般由RCC提供（注意：其频率大部分都是系统时钟的一半，在程序中有一个除2的部分，详情请见RCC部分）。

2.CK_PSC时钟预分频：也就是对CK_INT分频。这个值范围：0 - 65535范围都可以，最好能被CK_INT除尽，这样才方便计算时钟。

3.ARR重载值：这个值相当于是我们设定需要计数的值，也就是说计数到这个设定值就会产生一个事件。

综上：CK_INT和CK_PSC确定计数的时钟频率（1秒计多少数），ARR是设定的计数值。最基本的延时（或定时）就由以上三个参数计算而来。

基本延时源代码分析

笔者以F4标准外设库（同时也建议初学者使用官方的标准外设库）为建立的工程，主要以库的方式来讲述。

考虑大家到以后肯定使用定时器更多功能，笔者提供的软件工程实例是通用定时TIM4。其实，将工程中TIM4改为TIM6（基本定时器）一样可以运行的。

1.RCC时钟

该函数位于bsp.c文件下面；

重点注意：

A.外设RCC时钟的配置要在其外设初始化的前面；

B.匹配对应时钟。

比如：RCC_APB2外设不要配置在RCC_APB1时钟里面

【如：RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_USART1， ENABLE）;这样能编译通过，但这是错误的代码】

2.TIM配置

该函数位于timer.c文件下面；

该函数就是配置定时器基本计数的函数；

配置为1us的基准：

A.1秒钟计数42M次个脉冲

“TIM基本延时”实例工程中：CK_INT = 84M时钟（SystemCoreClock/2）

“TIM基本延时”实例工程：CK_PSC =84M/42M - 1 = 1 即2分频；

至于为什么要减1？

初学者可以理解为“CK_PSC = 0”时不分频（即1分频）；“CK_PSC = 1”时为2分频。

#define TIM4_COUNTER_CLOCK 42000000

#defineTIM4_PRESCALER_VALUE （SystemCoreClock/2/TIM4_COUNTER_CLOCK - 1）

B.1秒钟计数1M次个周期

#define TIM4_PERIOD_TIMING （42 - 1）

即ARR重载值；

由上面“A”得出“1秒钟计数42M次个脉冲”，则记满42个脉冲数需要1us（也就是1秒钟计数1M次个周期）。

3.us（微妙）延时函数

该函数位于timer.c文件下面；

上图一个while循环就是1us的时间；上面的一些工作就是配置定时器工作一个周期的时间为1us，这里延时N微妙就应该很好理解了； 其实还有一个函数延时N毫秒，很简单，不描述。

定时中断（拓展）

“定时中断”功能是基于前面基础上进行了一个拓展，增加了计数周期就中断的功能。

笔者单独提供了一个实例：定时1ms中断一次（两工程区别在于时间不是1us，1us中断一次时间太短）；

在软件上主要就是增加开启TIM中断、配置NVIC、添加TIM中断函数；

1.使能TIM中断

该函数位于（定时中断工程）timer.c文件下面；

功能：使能TIM中断。

2.配置NVIC中断控制器

该函数位于（定时中断工程）bsp.c文件下面；

功能：配置TIM中断控制。

3.中断函数

该函数位于（定时中断工程）stm32f4xx_it.c文件下面；

功能：定时周期到进入该中断函数。其中有一个计数减，相当于我们延时工程中while延时N的值。