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單片機中各種周期的關(guān)系與定時(shí)器原理2

1)計數器三種計數模式

向上計數模式:從0開(kāi)始,計到arr預設值,產(chǎn)生溢出事件,返回重新計時(shí)

向下計數模式:從arr預設值開(kāi)始,計到0,產(chǎn)生溢出事件,返回重新計時(shí)

中央對齊模式:從0開(kāi)始向上計數,計到arr產(chǎn)生溢出事件,然后向下計數,計數到1以后,又產(chǎn)生溢出,然后再從0開(kāi)始向上計數。(此種技術(shù)方法也可叫向上/向下計數)

2)上等控制定時(shí)器(TIM1和TIM8)

兩個(gè)上等控制定時(shí)器(TIM1和TIM8)可以被看成是分配到6個(gè)通的三三相PWM發(fā)生器,它具有帶死區插入的互補PWM輸出,還可以被當成完整的通用定時(shí)器。四個(gè)獨立的通道可以用于:

(1)輸入捕獲

(2)輸出比較

(3)產(chǎn)生PWM(邊緣或中心對齊模式)

(4)單脈沖輸出

配置為16位標準定時(shí)器時(shí),它與TIMX定時(shí)器具有相同的功能。配置為16位PWM發(fā)生器時(shí),它具有全調制能力(0~100%)。在調試模式下,計數器可以被凍結,同時(shí)PWM輸出被禁止,從而切斷由這些輸出所控制的開(kāi)關(guān)。很多功能都與標準的TIM定時(shí)器相同,內部結構也相同,因此上等控制定時(shí)器可以通過(guò)定時(shí)器鏈接功能與TIM定時(shí)器協(xié)同操作,提供步或事件鏈接功能。

3)通用定時(shí)器(TlMx)

STM32F103XC、STM32F103XD和STM32F103XE增強型系列產(chǎn)品中,內置了多達4 個(gè)可同步運行的標準定時(shí)器(TIM2、TIM3、TIM4和TIM5)。每個(gè)定時(shí)器都有一個(gè)16位的自動(dòng)加載遞加/遞減計數器、一個(gè)16位的預分頻器和4個(gè)獨立的通道,每個(gè)通道都可用于輸入捕獲、輸出比較、PWM和單脈沖模式輸出,在*大的封裝配置中可提供*多16個(gè)輸入捕獲、輸出比較或PWM通道。它們還能通過(guò)定時(shí)器鏈接功能與上等控制定時(shí)器共同工作,提供同步或事件鏈接功能。在調試模式下,計數器可以被凍結。任一標準定時(shí)器都能用于產(chǎn)生:PWM輸出。每個(gè)定時(shí)器都有獨立的DMA請求機制。

這些定時(shí)器還能夠處理增量編碼器的信號,也能處理1至3個(gè)霍爾傳感器的數字輸出。

4)基本定時(shí)器-TlM6和TIM7

這2個(gè)定時(shí)器主要是用于產(chǎn)生:DAC觸發(fā)信號,也可當成通用的16位時(shí)基計數器。獨立看門(mén) 狗獨立的看門(mén)狗是基于一個(gè)12位的遞減計數器和一個(gè)8位的預分頻器,它由一個(gè)內部獨立的40kHz的RC振蕩器提供時(shí)鐘; 因為這個(gè)RC振蕩器獨立于主時(shí)鐘,所以它可運行于停機和待機模式。它可以被當成看門(mén)狗用于在發(fā)生問(wèn)題時(shí)復位整個(gè)系統,或作為一個(gè)自由定時(shí)器為應用程序提供超時(shí)管理。通過(guò)選項字節可以配置成是軟件或硬件啟動(dòng)看門(mén)狗。在調試模式下,計數器可以被凍結。

5)窗口看門(mén)狗

窗口看門(mén)狗內有一個(gè)7位的遞減計數器,并可以設置成自由運行。它可以被當成看門(mén)狗用于在發(fā)生問(wèn)題時(shí)復位整個(gè)系統。它由主時(shí)鐘驅動(dòng),具有早期預警中斷功能; 在調試模式下,計數器可以被凍結。

6)系統時(shí)基定時(shí)器

這個(gè)定時(shí)器是專(zhuān)用于實(shí)時(shí)操作系統,也可當成一個(gè)標準的遞減計數器。它具有下述特性:

(1)24位的遞減計數器

(2)自動(dòng)重加載功能

(3)當計數器為0時(shí)能產(chǎn)生一個(gè)可屏蔽系統中斷

(4)可編程時(shí)鐘源

7)通用定時(shí)器的時(shí)鐘來(lái)源;

a:內部時(shí)鐘(CK_INT)

b:外部時(shí)鐘模式1:外部輸入腳(TIx)

c:外部時(shí)鐘模式2:外部觸發(fā)輸入(ETR)

d:內部觸發(fā)輸入(ITRx):使用一個(gè)定時(shí)器作為另一個(gè)定時(shí)器的預分頻器

8)通用定時(shí)期內部時(shí)鐘的產(chǎn)生:

從截圖可以看到通用定時(shí)器(TIM2-7)的時(shí)鐘不是直接來(lái)自APB1,而是通過(guò)APB1的預分頻器以后才到達定時(shí)器模塊。

當APB1的預分頻器系數為1時(shí),這個(gè)倍頻器就不起作用了,定時(shí)器的時(shí)鐘頻率等于A(yíng)PB1的頻率;

當APB1的預分頻系數為其它數值(即預分頻系數為2、4、8或16)時(shí),這個(gè)倍頻器起作用,定時(shí)器的時(shí)鐘頻率等于A(yíng)PB1時(shí)鐘頻率的兩倍。


這里要分析一下幾個(gè)概念,也是理解定時(shí)器的功能的核心概念,通用定時(shí)器有些類(lèi)似于操作系統的定時(shí)器節拍,可以在定時(shí)器采用的時(shí)鐘源的基礎上再進(jìn)行分頻,然后再設定溢出大小,進(jìn)而實(shí)現定時(shí)的功能,當然自動(dòng)重載功能更不再話(huà)下。

預分頻的功能是使定時(shí)器在A(yíng)PB時(shí)鐘的基礎上再一次分頻,使其獨立的運行。就像上述代碼中舉例,預分頻系數設定為36000-1,則表示該定時(shí)器的 時(shí)鐘頻率就變成了72MHz/36000 = 2KHz,而“計數溢出大小”可以理解為自動(dòng)裝載數值,表示每隔x個(gè)計數溢出一次,可以產(chǎn)生1次中斷,當然這個(gè)頻率是經(jīng)過(guò)預分頻后的頻率。

所以從上述的分析可知,定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間計算為:

Tout = (TIM_Period+1)*(TIM_Prescaler+1)/72000000

在本程序案例中:Tout= 2000*36000/72000000=1s

需要注意的是,公式中的72000000的使用,是因為該定時(shí)器采用的時(shí)鐘源為72MHz,如果配置成別的時(shí)鐘源,則相應公式也應該改變。

另外TIM_ClockDivision為時(shí)鐘分割,這個(gè)簡(jiǎn)單的講,就是定時(shí)器的數字濾波功能,設置成默認即可。

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