第6章定時(shí)器本章講述了定時(shí)器，包括STM32F103定時(shí)器概述、基本定時(shí)器、通用定時(shí)器、高級(jí)定時(shí)器、定時(shí)器庫(kù)函數(shù)和定時(shí)器應(yīng)用實(shí)例和SysTick系統(tǒng)滴答定時(shí)器。6.1STM32F103定時(shí)器概述定時(shí)與計(jì)數(shù)的應(yīng)用十分廣泛。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，許多場(chǎng)合都需要定時(shí)或者計(jì)數(shù)操作。例如產(chǎn)生精確的時(shí)間，對(duì)流水線上的產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)等。因此，定時(shí)／計(jì)數(shù)器在嵌入式單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中十分重要。定時(shí)和計(jì)數(shù)可以通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)：1.軟件延時(shí)單片機(jī)是在一定時(shí)鐘下運(yùn)行的，可以根據(jù)代碼所需的時(shí)鐘周期來(lái)完成延時(shí)操作，軟件延時(shí)會(huì)導(dǎo)致CPU利用率低。因此主要用于短時(shí)間延時(shí)，如高速A/D轉(zhuǎn)換器。2.可編程定時(shí)／計(jì)數(shù)器微控制器中的可編程定時(shí)／計(jì)數(shù)器可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)操作，定時(shí)／計(jì)數(shù)器功能由程序靈活設(shè)置，重復(fù)利用。設(shè)置好后由硬件與CPU并行工作，不占用CPU時(shí)間，這樣在軟件的控制下，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)精密定時(shí)／計(jì)數(shù)。嵌入式處理器為了適應(yīng)多種應(yīng)用，通常集成多個(gè)高性能的定時(shí)／計(jì)數(shù)器。微控制器中的定時(shí)器本質(zhì)上是一個(gè)計(jì)數(shù)器，可以對(duì)內(nèi)部脈沖或外部輸入進(jìn)行計(jì)數(shù)，不僅具有基本的延時(shí)／計(jì)數(shù)功能，還具有輸入捕獲、輸出比較和PWM波形輸出等高級(jí)功能。在嵌入式開(kāi)發(fā)中，充分利用定時(shí)器的強(qiáng)大功能，可以顯著提高外設(shè)驅(qū)動(dòng)的編程效率和CPU利用率，增強(qiáng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。STM32內(nèi)部集成了多個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器。根據(jù)型號(hào)不同，STM32系列芯片最多包含8個(gè)定時(shí)／計(jì)數(shù)器。其中，TIM6和TIM7為基本定時(shí)器，TIM2～TIM5為通用定時(shí)器，TIM1和TIM8為高級(jí)控制定時(shí)器，功能最強(qiáng)。三種定時(shí)器具備的功能如表6-1所示。此外，在STM32中還有兩個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器和一個(gè)系統(tǒng)滴答定時(shí)器。表6-1STM32定時(shí)器的功能主要功能高級(jí)控制定時(shí)器通用定時(shí)器基本定時(shí)器內(nèi)部時(shí)鐘源（8MHz）●●●帶16位分頻的計(jì)數(shù)單元●●●更新中斷和DMA●●●計(jì)數(shù)方向向上、向下、雙向向上、向下、雙向向上外部事件計(jì)數(shù)●●○其他定時(shí)器觸發(fā)或級(jí)聯(lián)●●○4個(gè)獨(dú)立輸入捕獲、輸出比較通道●●○單脈沖輸出方式●●○正交編碼器輸入●●○霍爾傳感器輸入●●○輸出比較信號(hào)死區(qū)產(chǎn)生●○○制動(dòng)信號(hào)輸入●○○STM32F103定時(shí)器相比于傳統(tǒng)的51單片機(jī)要完善和復(fù)雜得多，它是專(zhuān)為工業(yè)控制應(yīng)用量身定做，具有延時(shí)、頻率測(cè)量、PWM輸出、電機(jī)控制及編碼接口等功能。6.2基本定時(shí)器STM32F103基本定時(shí)器TIM6和TIM7各包含一個(gè)16位自動(dòng)裝載計(jì)數(shù)器，由各自的可編程預(yù)分頻器驅(qū)動(dòng)。它們可以作為通用定時(shí)器提供時(shí)間基準(zhǔn)，特別是可以為數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）提供時(shí)鐘。實(shí)際上，它們?cè)谛酒瑑?nèi)部直接連接到DAC并通過(guò)觸發(fā)輸出直接驅(qū)動(dòng)DAC，這2個(gè)定時(shí)器是互相獨(dú)立的，不共享任何資源。6.2.1基本定時(shí)器簡(jiǎn)介T(mén)IM6和TIM7定時(shí)器的主要功能包括：1）16位自動(dòng)重裝載累加計(jì)數(shù)器。2）16位可編程（可實(shí)時(shí)修改）預(yù)分額器，用于對(duì)輸入的時(shí)鐘按系數(shù)為1～65536之間的任意數(shù)值分頻。3）觸發(fā)DAC的同步電路。4）在更新事件（計(jì)數(shù)益詢品）時(shí)產(chǎn)生中斷／DMA請(qǐng)求?；径〞r(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-1所示。6.2.2基本定時(shí)器的主要特性圖6-1基本定時(shí)器結(jié)構(gòu)框圖1.時(shí)基單元這個(gè)可編程定時(shí)器的主要部分是一個(gè)帶有自動(dòng)重裝錢(qián)的16位累加計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘通過(guò)一個(gè)預(yù)分頻器得到。軟件可以讀寫(xiě)計(jì)數(shù)器、自動(dòng)重裝載寄存器和預(yù)分頻寄存器，即使計(jì)數(shù)器運(yùn)行時(shí)也可以操作。時(shí)基單元包含：1）計(jì)數(shù)器寄存器（TIMx_CNT）。2）預(yù)分頻寄存器（TIMx_PSC）。3）自動(dòng)重裝載寄存器（TIMx_ARR）。6.2.3基本定時(shí)器的功能2.時(shí)鐘源從STM32F103基本定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖可以看出，基本定時(shí)器TIM6和TIM7只有一個(gè)時(shí)鐘源，即內(nèi)部時(shí)鐘CK_INT。對(duì)于STM32F103所有的定時(shí)器，內(nèi)部時(shí)鐘CK_INT都來(lái)自RCC的TIMxCLK，但對(duì)于不同的定時(shí)器，TIMxCLK的來(lái)源不同?；径〞r(shí)器TIM6和TIM7的TIMxCLK來(lái)源于APB1預(yù)分頻器的輸出，系統(tǒng)默認(rèn)情況下，APB1的時(shí)鐘頻率為72MHz。3.預(yù)分頻器預(yù)分頻可以以系數(shù)介于1～65536之間的任意數(shù)值對(duì)計(jì)數(shù)器時(shí)鐘分頻。它是通過(guò)一個(gè)16位寄存器（TIMx_PSC）的計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)分頻。因?yàn)門(mén)IMx_PSC控制寄存器具有緩沖作用，可以在運(yùn)行過(guò)程中改變它的數(shù)值，新的預(yù)分頻數(shù)值將在下一個(gè)更新事件時(shí)起作用。圖6-2是在運(yùn)行過(guò)程中改變預(yù)分頻系數(shù)的例子，預(yù)分頻系數(shù)從1變到2。圖6-2預(yù)分頻系數(shù)從1變到2的計(jì)數(shù)器時(shí)序圖4.計(jì)數(shù)模式STM32F103基本定時(shí)器只有向上計(jì)數(shù)工作模式，其工作過(guò)程如圖6-3所示，其中↑表示產(chǎn)生溢出事件。圖6-3向上計(jì)數(shù)工作模式基本定時(shí)器工作時(shí)，脈沖計(jì)數(shù)器TIMx_CNT從0累加計(jì)數(shù)到自動(dòng)重裝載數(shù)值（TIMx_ARR寄存器），然后重新從0開(kāi)始計(jì)數(shù)并產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器溢出事件。由此可見(jiàn)，如果使用基本定時(shí)器進(jìn)行延時(shí)，延時(shí)時(shí)間可以由以下公式計(jì)算：延時(shí)時(shí)間＝（TIMx_ARR＋1）*（TIMx_PSC+1）/TIMxCLK當(dāng)發(fā)生一次更新事件時(shí)，所有寄存器會(huì)被更新并設(shè)置更新標(biāo)志：傳送預(yù)裝載值（TIMx_PSC寄存器的內(nèi)容）至預(yù)分頻器的緩沖區(qū)，自動(dòng)重裝載影子寄存器被更新為預(yù)裝載值（TIMx_ARR）。以下是一些在TIMx_ARR＝0x36時(shí)不同時(shí)鐘頻率下計(jì)數(shù)器工作的圖示例子。圖6-4內(nèi)部時(shí)鐘分頻系數(shù)為1，圖6-5內(nèi)部時(shí)鐘分頻系數(shù)為2。圖6-4計(jì)數(shù)器時(shí)序圖（內(nèi)部時(shí)鐘分頻系數(shù)為1）圖6-5計(jì)數(shù)器時(shí)序圖（內(nèi)部時(shí)鐘分頻系數(shù)為2）現(xiàn)將STM32F103基本定時(shí)器相關(guān)寄存器名稱(chēng)介紹如下，可以用半字（16位）或字（32位）的方式操作這些外設(shè)寄存器，由于是采用庫(kù)函數(shù)方式編程，故不作進(jìn)一步的探討。（1）TIM6和TIM7控制寄存器1（TIMx_CR1）。（2）TIM6和TIM7控制寄存器2（TIMx_CR2）。（3）TIM6和TIM7DMA/中斷使能寄存器（TIMx_DIER）。（4）TIM6和TIM7狀態(tài)寄存器（TIMx_SR）。（5）TIM6和TIM7事件產(chǎn)生寄存器（TIMx_EGR）。（6）TIM6和TIM7計(jì)數(shù)器（TIMx_CNT）．（7）TIM6和TIM7預(yù)分頻器（TIMx_PSC）。（8）TIM6和TIM7自動(dòng)重裝載寄存器（TIMx_ARR）。6.2.4基本定時(shí)器寄存器6.3通用定時(shí)器通用定時(shí)器（TIM2、TIM3、TIM4和TIM5）是一個(gè)通過(guò)可編程預(yù)分頻器驅(qū)動(dòng)的16位自動(dòng)裝載計(jì)數(shù)器構(gòu)成。它適用于多種場(chǎng)合，包括測(cè)量輸入信號(hào)的脈沖長(zhǎng)度（輸入捕獲）或者產(chǎn)生輸出波形（輸出比較和PWM）。使用定時(shí)器預(yù)分頻器和RCC時(shí)鐘控制器預(yù)分頻器，脈沖長(zhǎng)度和波形周期可以在幾微秒到幾毫秒間調(diào)整。每個(gè)定時(shí)器都是完全獨(dú)立的，沒(méi)有互相共享任何資源。它們可以同步操作。6.3.1通用定時(shí)器簡(jiǎn)介通用TIMx（TIM2、TIM3、TIM4和TIM5）定時(shí)器功能包括：1）16位向上、向下、向上／向下自動(dòng)裝載計(jì)數(shù)器。2）16位可編程（可以實(shí)時(shí)修改）預(yù)分頻器，計(jì)數(shù)器時(shí)鐘頻率的分頻系數(shù)為1～65536之間的任意數(shù)值。3）4個(gè)獨(dú)立通道：①輸入捕獲。②輸出比較。③PWM生成（邊緣或中間對(duì)齊模式）。④單脈沖模式輸出。4）使用外部信號(hào)控制定時(shí)器和定時(shí)器互連的同步電路。6.3.2通用定時(shí)器主要功能5）如下事件發(fā)生時(shí)產(chǎn)生中斷／DMA：①更新，計(jì)數(shù)器向上溢出/向下溢出，計(jì)數(shù)器初始化（通過(guò)軟件或者內(nèi)部／外部觸發(fā)）。②觸發(fā)事件（計(jì)數(shù)器啟動(dòng)、停止、初始化或者由內(nèi)部／外部觸發(fā)計(jì)數(shù)）。③輸入捕獲。④輸出比較。6）支持針對(duì)定位的增量（正交）編碼器和霍爾傳感器電路。7）觸發(fā)輸入作為外部時(shí)鐘或者按周期的電流管理。通用定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-6所示。相比于基本定時(shí)器其內(nèi)部結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多，其中最顯著的地方就是增加了4個(gè)捕獲／比較寄存器TIMx_CCR，這也是通用定時(shí)器之所以擁有那么多強(qiáng)大功能的原因。6.3.3通用定時(shí)器功能描述圖6-6通用定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖1.時(shí)基單元可編程通用定時(shí)器的主要部分是一個(gè)16位計(jì)數(shù)器和與其相關(guān)的自動(dòng)裝載寄存器。這個(gè)計(jì)數(shù)器可以向上計(jì)數(shù)、向下計(jì)數(shù)或者向上向下雙向計(jì)數(shù)。此計(jì)數(shù)器時(shí)鐘由預(yù)分頻器分頻得到。計(jì)數(shù)器、自動(dòng)裝載寄存器和預(yù)分頻器寄存器可以由軟件讀寫(xiě)，在計(jì)數(shù)器運(yùn)行時(shí)仍可以讀寫(xiě)。時(shí)基單元包含：計(jì)數(shù)器寄存器（TIMx_CNT）、預(yù)分頻器寄存器（TIMx_PSC）和自動(dòng)裝載寄存器（TIMx_ARR）。預(yù)分頻器可以將計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率按1～65536之間的任意值分頻。它是基于一個(gè)（在TIMx_PSC寄存器中的）16位寄存器控制的16位計(jì)數(shù)器。這個(gè)控制寄存器帶有緩沖器，它能夠在工作時(shí)被改變。新的預(yù)分頻器參數(shù)在下一次更新事件到來(lái)時(shí)被采用。2.計(jì)數(shù)模式1）向上計(jì)數(shù)模式向上計(jì)數(shù)模式工作過(guò)程同基本定時(shí)器向上計(jì)數(shù)模式，工作過(guò)程如圖6-7所示。在向上計(jì)數(shù)模式中，計(jì)數(shù)器在時(shí)鐘CK_CNT的驅(qū)動(dòng)下從0計(jì)數(shù)到自動(dòng)重裝載寄存器TIMx_ARR的預(yù)設(shè)值，然后重新從0開(kāi)始計(jì)數(shù)，并產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器溢出事件，可觸發(fā)中斷或DMA請(qǐng)求。當(dāng)發(fā)生一個(gè)更新事件時(shí)，所有的寄存器都被更新，硬件同時(shí)設(shè)置更新標(biāo)志位。對(duì)于一個(gè)工作在向上計(jì)數(shù)模式下的通用定時(shí)器，當(dāng)自動(dòng)重裝載寄存器T1Mx_ARR的值為0x36，內(nèi)部預(yù)分頻系數(shù)為4（預(yù)分頻奇存器TIMx_PSC的值為3）的計(jì)數(shù)器時(shí)序圖如圖6-7所示。圖6-7計(jì)數(shù)器時(shí)序圖（內(nèi)部時(shí)鐘分頻因子位4）2）向下計(jì)數(shù)模式通用定時(shí)器向下計(jì)數(shù)模式工作過(guò)程如圖6-8所示。在向下計(jì)數(shù)模式中，計(jì)數(shù)器在時(shí)鐘CK_CNT的驅(qū)動(dòng)下從自動(dòng)重裝載寄存器TIMx_ARR的預(yù)設(shè)值開(kāi)如向下計(jì)數(shù)到0，然后從自動(dòng)重裝載寄存器TIMx_ARR的預(yù)設(shè)值重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，并產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器溢出事件，可觸發(fā)中斷或DMA請(qǐng)求。當(dāng)發(fā)生一個(gè)更新事件時(shí)，所有的寄存器都被更新，硬件同時(shí)設(shè)置更新標(biāo)志位。圖6-8向下計(jì)數(shù)工作模式對(duì)于一個(gè)工作在向下計(jì)數(shù)模式下的通用定時(shí)器，當(dāng)自動(dòng)重裝載寄存器TIMx_ARR的值為0x36，內(nèi)部預(yù)分頻系數(shù)為2（預(yù)分頻寄存器TIMx_PSC的值為1）的計(jì)數(shù)器時(shí)序圖如圖6-9所示。圖6-9計(jì)數(shù)器時(shí)序圖（內(nèi)部時(shí)鐘分頻因子位4）3）向上／向下計(jì)數(shù)模式向上/向下計(jì)數(shù)模式又稱(chēng)為中央對(duì)齊模式或雙向計(jì)數(shù)模式，其工作過(guò)程如圖6-10所示，計(jì)數(shù)器從0開(kāi)始計(jì)數(shù)到自動(dòng)加載的值（TIMx_ARR寄存器）－1，產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器溢出事件，然后向下計(jì)數(shù)到1并且產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)器下溢事件；然后再?gòu)?開(kāi)始重新計(jì)數(shù)。在這個(gè)模式，不能寫(xiě)入TIMx_CR1中的DIR方向位。它由硬件更新并指示當(dāng)前的計(jì)數(shù)方向?？梢栽诿看斡?jì)數(shù)上溢和每次計(jì)數(shù)下溢時(shí)產(chǎn)生更新事件，觸發(fā)中斷或DMA請(qǐng)求。圖6-10向上/向下計(jì)數(shù)模式對(duì)于一個(gè)工作在向上／向下計(jì)數(shù)模式下的通用定時(shí)器，當(dāng)自動(dòng)重裝載寄存器TIMx_ARR的值為0x06，內(nèi)部預(yù)分頻系數(shù)為1（預(yù)分頻寄存器TIMx_PSC的值為0）的計(jì)數(shù)器時(shí)序圖如圖6-11所示。圖6-11計(jì)數(shù)器時(shí)序圖（內(nèi)部時(shí)鐘分頻因子為1）3.時(shí)鐘選擇相比于基本定時(shí)器單一的內(nèi)部時(shí)鐘源，STM32F103通用定時(shí)器的16位計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘源有多種選擇，可由以下時(shí)鐘源提供。1）內(nèi)部時(shí)鐘（CK_INT）內(nèi)部時(shí)鐘CK_INT來(lái)自RCC的TIMxCLK，根據(jù)STM32F103時(shí)鐘樹(shù)，通用定時(shí)器TIM2～TIM5內(nèi)部時(shí)鐘CK_INT的來(lái)源TIM_CLK，與基本定時(shí)器相同，都是來(lái)自APB1預(yù)分頻器的輸出，通常情況下，其時(shí)鐘頻率是72MHz2）外部輸入捕獲引腳TIx（外部時(shí)鐘模式1）外部輸入捕獲引腳TIx（外部時(shí)鐘模式1）來(lái)自外部輸入捕獲引腳上的邊沿信號(hào)。計(jì)數(shù)器可以在選定的輸入端（引腳1:TI1FP1或TI1F_ED，引腳2:TI2FP2）的每個(gè)上升沿或下降沿計(jì)數(shù)。3）外部觸發(fā)輸入引腳ETR（外部時(shí)鐘模式2）外部觸發(fā)輸入引腳ETR（外部時(shí)鐘模式2）來(lái)自外部引腳ETR。計(jì)數(shù)器能在外部觸發(fā)輸入ETR的每個(gè)上升沿或下降沿計(jì)數(shù)。4）內(nèi)部觸發(fā)器輸入ITRx內(nèi)部觸發(fā)輸入ITRx來(lái)自芯片內(nèi)部其他定時(shí)器的觸發(fā)輸入，使用一個(gè)定時(shí)器作為另個(gè)定時(shí)器的預(yù)分頻器，例如，可以配置TIM1作為T(mén)IM2的預(yù)分頻器。4.捕獲/比較通道每一個(gè)捕獲/比較通道都是圍繞一個(gè)捕獲/比較寄存器（包含影子寄存器），包括捕獲的輸入部分（數(shù)字濾波、多路復(fù)用和預(yù)分頻器）和輸出部分（比較器和輸出控制）。輸入部分對(duì)相應(yīng)的TIx輸入信號(hào)采樣，并產(chǎn)生一個(gè)濾波后的信號(hào)TIxF。然后，一個(gè)帶極性選擇的邊緣檢測(cè)器產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)（TIxFPx），它可以作為從模式控制器的輸入觸發(fā)或者作為捕獲控制。該信號(hào)通過(guò)預(yù)分頻進(jìn)入捕獲寄存器（ICxPS）。輸出部分產(chǎn)生一個(gè)中間波形OCxRef（高有效）作為基準(zhǔn)，鏈的末端決定最終輸出信號(hào)的極性。1.輸入捕獲模式在輸入捕獲模式下，當(dāng)檢測(cè)到ICx信號(hào)上相應(yīng)的邊沿后，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值被鎖存到捕獲／比較寄存器（TIMx_CCRx）中。當(dāng)捕獲事件發(fā)生時(shí)，相應(yīng)的CCxIF標(biāo)志（TIMx_SR寄存器）被置為1，如果使能了中斷或者DMA操作，則將產(chǎn)生中斷或者DMA操作。如果捕獲事件發(fā)生時(shí)CCxIF標(biāo)志已經(jīng)為高，那么重復(fù)捕獲標(biāo)志CCxOF（TIMx_SR寄存器）被置為1。寫(xiě)CCxIF＝0可清除CCxIF，或讀取存儲(chǔ)在TIMx_CCRx寄存器中的捕獲數(shù)據(jù)也可清除CCxIF。寫(xiě)CCxOF＝0可清除CCxOF。6.3.4通用定時(shí)器工作模式2.PWM輸入模式該模式是輸入捕獲模式的一個(gè)特例，除下列區(qū)別外，操作與輸入捕獲模式相同：1）2個(gè)ICx信號(hào)被映射至同一個(gè)TIx輸入。2）這2個(gè)ICx信號(hào)為邊沿有效，但是極性相反。3）其中一個(gè)TIxFP信號(hào)被作為觸發(fā)輸入信號(hào)，而從模式控制器被配置成復(fù)位模式。例如，需要測(cè)量輸入到TI1上的PWM信號(hào)的長(zhǎng)度（TIMx_CCR1寄存器）和占空比（TIMx_CCR2寄存器），具體步驟如下（取決于CK_INT的頻率和預(yù)分頻器的值）：1）選擇TIMx_CCR1的有效輸入：置TIMx_CCMR1寄存器的CC1S＝01（選擇TI1）。2）選擇TI1FP1的有效極性（用來(lái)捕獲數(shù)據(jù)到TIMx_CCR1中和清除計(jì)數(shù)器）：置CC1P＝0（上升沿有效）。3）選擇TIMx_CCR2的有效輸入：置TIMx_CCMR1寄存器的CC2S＝10（選擇144784）選擇T11FP2的有效極性（捕獲數(shù)據(jù)到TIMx_CCR2）：置CC2P＝1（下降沿有效）。5）選擇有效的觸發(fā)輸入信號(hào)：置TIMx_SMCR寄存器中的TS＝101（選擇TI1FP1）。6）配置從模式控制器為復(fù)位模式：置TIMx_SMCR中的SMS＝100。7）使能捕獲：置TIMx_CCER寄存器中CC1E＝1且CC2E＝1。3.強(qiáng)置輸出模式在輸出模式（TIMx_CCMRx寄存器中CCxS＝00）下，輸出比較信號(hào)（OCxREF和相應(yīng)的OCx）能夠直接由軟件強(qiáng)置為有效或無(wú)效狀態(tài)，而不依賴于輸出比較寄存器和計(jì)數(shù)器間的比較結(jié)果。置TIMx_CCMRx寄存器中相應(yīng)的OCxM＝101，即可強(qiáng)置輸出比較信號(hào)（OCxREF/OCx）為有效狀態(tài)。這樣OCxREF被強(qiáng)置為高電平（OCxREF始終為高電平有效），同時(shí)OCx得到CCxP極性位相反的值。例如，CCxP＝0（OCx高電平有效），則OCx被強(qiáng)置為高電平。置TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM＝100，可強(qiáng)置OCxREF信號(hào)為低。該模式下，在TIMx_CCRx影子寄存器和計(jì)數(shù)器之間的比較仍然在進(jìn)行，相應(yīng)的標(biāo)志也會(huì)被修改。因此仍然會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的中斷和DMA請(qǐng)求。4.輸出比較模式此項(xiàng)功能是用來(lái)控制一個(gè)輸出波形，或者指示一段給定的的時(shí)間已經(jīng)到時(shí)。當(dāng)計(jì)數(shù)器與捕獲／比較寄存器的內(nèi)容相同時(shí)，輸出比較功能做如下操作：1）將輸出比較模式（TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位）和輸出極性（TIMx_CCER寄存器中的CCxP位）定義的值輸出到對(duì)應(yīng)的引腳上。在比較匹配時(shí)，輸出引腳可以保持它的電平（OCxM＝000）、被設(shè)置成有效電平（OCxM＝001）、被設(shè)置成無(wú)效電平OCxM＝010）或進(jìn)行翻轉(zhuǎn)（OCxM＝011）。2）設(shè)置中斷狀態(tài)寄存器中的標(biāo)志位（TIMx_SR寄存器中的CCxIF位）。3）若設(shè)置了相應(yīng)的中斷屏蔽（TIMx_DIER寄存器中的CCxIE位），則產(chǎn)生一個(gè)中斷，4）若設(shè)置了相應(yīng)的使能位（TIMx_DIER寄存器中的CCxDE位，TIMx_CR2寄存著中的CCDS位選擇DMA請(qǐng)求功能），則產(chǎn)生一個(gè)DMA請(qǐng)求。輸出比較模式的配置步驟：①選擇計(jì)數(shù)器時(shí)鐘（內(nèi)部，外部，預(yù)分頻器）。②將相應(yīng)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入TIMx_ARR和TIMx_CCRx寄存器中③如果要產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求和／或一個(gè)DMA請(qǐng)求，設(shè)置CCxIE位和／或CCxDE位。④選擇輸出模式，例如，當(dāng)計(jì)數(shù)器CNT與CCRx匹配時(shí)翻轉(zhuǎn)OCx的輸出引腳，CCRx預(yù)裝載未用，開(kāi)啟OCx輸出且高電平有效，則必須設(shè)置OCxM＝011、OCxPE＝0，CCxP＝0和CCxE＝1。⑤設(shè)置TIMx_CR1寄存器的CEN位啟動(dòng)計(jì)數(shù)器。TIMx_CCRx寄存器能夠在任何時(shí)候通過(guò)軟件進(jìn)行更新以控制輸出波形，條件是未使用預(yù)裝載寄存器（OCxPE＝0，否則TIMx_CCRx影子寄存器只能在發(fā)生下一次更新事件時(shí)被更新）。5.PWM模式PWM輸出模式是一種特殊的輸出模式，在電力、電子和電機(jī)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。1）PWM簡(jiǎn)介PWM是PulseWidthModulation的縮寫(xiě)，中文意思就是脈沖寬度調(diào)制，簡(jiǎn)稱(chēng)脈寬調(diào)制。它是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，其控制簡(jiǎn)單、靈活和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)而成為電力、電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式，其應(yīng)用領(lǐng)域包括測(cè)量、通信、功率控制與變換，電動(dòng)機(jī)控制、伺服控制、調(diào)光、開(kāi)關(guān)電源，甚至某些音頻放大器，因此研究基于PWM技術(shù)的正負(fù)脈寬數(shù)控調(diào)制信號(hào)發(fā)生器具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過(guò)高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來(lái)對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿幅值的直流供電要么完全有（ON），要么完全無(wú)（OFF），電壓或電流源是以一種通（ON）或斷（OFF）的重復(fù)脈沖序列被加載到模擬負(fù)載上去的。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即是供電被斷開(kāi)的時(shí)候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進(jìn)行編碼。2）PWM實(shí)現(xiàn)目前，在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)或電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)PWM的方法主要有傳統(tǒng)的數(shù)字電路、微控制器普通I/O模擬和微控制器的PWM直接輸出等。①傳統(tǒng)的數(shù)字電路方式：用傳統(tǒng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)PWM（如555定時(shí)器），電路設(shè)計(jì)較復(fù)雜，體積大，抗干擾能力差，系統(tǒng)的研發(fā)周期較長(zhǎng)。②微控制器普通I/O模擬方式:對(duì)于微控制器中無(wú)PWM輸出功能情況（如51單片機(jī)），可以通過(guò)CPU操控普通I/O口來(lái)實(shí)現(xiàn)PWM輸出。但這樣實(shí)現(xiàn)PWM將消耗大量的時(shí)間，大大降低CPU的效率，而且得到的PWM的信號(hào)精度不太高。③微控制器的PWM直接輸出方式：對(duì)于具有PWM輸出功能的微控制器，在進(jìn)行簡(jiǎn)單的配置后即可在微控制器的指定引腳上輸出PWM脈沖。這也是目前使用最多的PWM實(shí)現(xiàn)方式。STM32F103就是這樣一款具有PWM輸出功能的微控制器，除了基本定時(shí)器TIM6和TIM7。其他的定時(shí)器都可以用來(lái)產(chǎn)生PWM輸出。其中高級(jí)定時(shí)器TIM1和TIM8可以同時(shí)產(chǎn)生多達(dá)7路的PWM輸出。而通用定時(shí)器也能同時(shí)產(chǎn)生多達(dá)4路的PWM輸出，STM32最多可以同時(shí)產(chǎn)生30路PWM輸出。3）PWM輸出模式的工作過(guò)程STM32F103微控制器脈沖寬度調(diào)制模式可以產(chǎn)生一個(gè)由TIMx_ARR寄存器確定頻率、由TIMx_CCRx寄存器確定占空比的信號(hào)，其產(chǎn)生原理如圖6-12所示。圖6-12STM32F103微控制器PWM產(chǎn)生原理通用定時(shí)器PWM輸出模式的工作過(guò)程如下：①若配置脈沖計(jì)數(shù)器TIMx_CNT為向上計(jì)數(shù)模式，自動(dòng)重裝載寄存器TIMx_ARR的預(yù)設(shè)為N，則脈沖計(jì)數(shù)器TIMx_CNT的當(dāng)前計(jì)數(shù)值X在時(shí)鐘CK_CNT（通常由TIMACLK經(jīng)TIMx_PSC分頻而得）的驅(qū)動(dòng)下從0開(kāi)始不斷累加計(jì)數(shù)。②在脈沖計(jì)數(shù)器TIMx_CNT隨著時(shí)鐘CK_CNT觸發(fā)進(jìn)行累加計(jì)數(shù)的同時(shí)，脈沖計(jì)數(shù)M_CNT的當(dāng)前計(jì)數(shù)值x與抽獲/比較寄存器TIMx_CCR的預(yù)設(shè)值A(chǔ)進(jìn)行比較；如果X＜A，輸出高電平（或低電平）；如果X≥A，輸出低電平（或高電平）。③當(dāng)脈沖計(jì)數(shù)器TIMx_CNT的計(jì)數(shù)值X大于自動(dòng)重裝載寄存器TIMXARR的m值N時(shí)，膚沖計(jì)數(shù)器TIMx_CNT的計(jì)數(shù)值清零并重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。如此循環(huán)往復(fù)，得到的PWM的輸出信號(hào)周期為（N＋1）xTCK_CNT，其中，N為自動(dòng)重裝載寄存器TIMx_ARR的預(yù)設(shè)值，TCK_CNT為時(shí)鐘CK_CNT的周期。PWM輸出信號(hào)脈沖寬度為AXTCKCNT，其中，A為捕獲／比較寄存器TIMx_CCR的預(yù)設(shè)值，TCK_CNT為時(shí)鐘CK_CNT的周期。PWM輸出信號(hào)的占空比為A/（N＋1）。下面舉例具體說(shuō)明，當(dāng)通用定時(shí)器被設(shè)置為向上計(jì)數(shù)，自動(dòng)重裝載寄存器TIMx_ARR的預(yù)設(shè)值為8，4個(gè)捕獲／比較寄存器TIMx_CCRx分別設(shè)為0、4、8和大于8時(shí)，通過(guò)用定時(shí)器的4個(gè)PWM通道的輸出時(shí)序OCxREF和觸發(fā)中斷時(shí)序CCxIF，如圖6-13所示。例如，在TIMx_CCR＝4情況下，當(dāng)TIMx_CNT＜4時(shí)，OCxREF輸出高電平；當(dāng)TIMx_CNT≥4時(shí)，OCxREF輸出低電平，并在比較結(jié)果改變時(shí)觸發(fā)CCxIF中斷標(biāo)志。此PWM的占空比為4/（8＋1）。圖6-13向上計(jì)數(shù)模式PWM輸出時(shí)序圖需要注意的是，在PWM輸出模式下，脈沖計(jì)數(shù)器TIMx_CNT的計(jì)數(shù)模式有向上計(jì)數(shù)、向下計(jì)數(shù)和向上／向下計(jì)數(shù)（中央對(duì)齊）3種。以上僅介紹其中的向上計(jì)數(shù)方式，但是讀者在掌握了通用定時(shí)器向上計(jì)數(shù)模式的PWM輸出原理后，由此及彼，通用定時(shí)器的其他兩種計(jì)數(shù)模式的PWM輸出也就容易推出了。現(xiàn)將STM32F103通用定時(shí)器相關(guān)寄存器名稱(chēng)介紹如下，可以用半字（16位）或字（位）的方式操作這些外設(shè)寄存器，由于是采用庫(kù)函數(shù)方式編程，故不做進(jìn)一步的探討。1）控制寄存器1（TIMx_CR1）。2）控制寄存器2（TIMx_CR2）。3）從模式控制寄存器（TIMx_SMCR）。4）DMA/中斷使能寄存器（TIMx_DIER）。5）狀態(tài)寄存器（TIMx_SR）。6）事件產(chǎn)生寄存器（TIMx_EGR）。7）捕獲／比較模式寄存器1（TIMx_CCMR1）。8）捕獲／比較模式寄存器2（TIMx_CCMR2）。9）捕獲／比較使能寄存器（TIMx_CCER）。6.3.5通用定時(shí)器寄存器10）計(jì)數(shù)器（TIMx_CNT）。11）預(yù)分頻器（TIMx_PSC）。12）自動(dòng)重裝載寄存器（TIMx_ARR）。13）捕獲／比較寄存器1（TIMx_CCR1）。14）捕獲／比較寄存器2（TIMx_CCR2）。15）捕獲／比較寄存器3（TIMx_CCR3）。16）捕獲／比較寄存器4（TIMx_CCR4）。17）DMA控制寄存器（TIMx_DCR）。18）連續(xù)模式的DMA地址（TIMx_DMAR）。6.4高級(jí)定時(shí)器高級(jí)控制定時(shí)器（TIM1和TIM8）由一個(gè)16位的自動(dòng)裝載計(jì)數(shù)器組成，它由一個(gè)可編程的預(yù)分頻器驅(qū)動(dòng)，適合多種用途，包含測(cè)量輸入信號(hào)的脈沖寬度（輸入捕獲），或者產(chǎn)生輸出波形（輸出比較、PWM、嵌入死區(qū)時(shí)間的互補(bǔ)PWM等）。使用定時(shí)器預(yù)分頻器和RCC時(shí)鐘控制預(yù)分頻器，可以實(shí)現(xiàn)脈沖寬度和波形周期從幾微秒到幾毫秒的調(diào)節(jié)。高級(jí)控制定時(shí)器（TIM1和TIM8）和通用定時(shí)器（TIMx）是完全獨(dú)立的，它們不共享任何資源，可以同步操作。9.4.2高級(jí)定時(shí)器特性6.4.1高級(jí)定時(shí)器簡(jiǎn)介T(mén)IM1和TIM8定時(shí)器的功能包括：1）16位向上、向下、向上／下自動(dòng)裝載計(jì)數(shù)器。2）16位可編程（可以實(shí)時(shí)修改）預(yù)分頻器，計(jì)數(shù)器時(shí)鐘頻率的分頻系數(shù)為1～65536之間的任意數(shù)值。3）多達(dá)4個(gè)獨(dú)立通道：輸入捕獲、輸出比較、PWM生成（邊緣或中間對(duì)齊模式）、單脈沖模式輸出。4）死區(qū)時(shí)間可編程的互補(bǔ)輸出。5）使用外部信號(hào)控制定時(shí)器和定時(shí)器互聯(lián)的同步電路。6）允許在指定數(shù)目的計(jì)數(shù)器周期之后更新定時(shí)器寄存器的重復(fù)計(jì)數(shù)器。7）剎車(chē)輸入信號(hào)可以將定時(shí)器輸出信號(hào)置于復(fù)位狀態(tài)或者一個(gè)已知狀態(tài)。8）如下事件發(fā)生時(shí)產(chǎn)生中斷／DMA：①更新，計(jì)數(shù)器向上溢出/向下溢出，計(jì)數(shù)器初始化。②觸發(fā)事件（計(jì)數(shù)器啟動(dòng)、停止、初始化或者由內(nèi)部／外部觸發(fā)計(jì)數(shù)）。③輸入捕獲。④輸出比較。⑤剎車(chē)信號(hào)輸入。9）支持針對(duì)定位的增量（正交）編碼器和霍爾傳感器電路。10）觸發(fā)輸入作為外部時(shí)鐘或者按周期的電流管理。STM32F103高級(jí)定時(shí)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要比通用定時(shí)器復(fù)雜一些，但其核心仍然與基本定時(shí)器、通用定時(shí)器相同，是一個(gè)由可編程的預(yù)分頻器驅(qū)動(dòng)的具有自動(dòng)重裝載功能的16位計(jì)數(shù)器。與通用定時(shí)器相比，STM32F103高級(jí)定時(shí)器主要多了BRK和DTG兩個(gè)結(jié)構(gòu)，因而具有了死區(qū)時(shí)間的控制功能。因?yàn)楦呒?jí)定時(shí)器的特殊功能，在普通應(yīng)用中一般較少使用，所以不作為本書(shū)討論的重點(diǎn)，如需詳細(xì)了解可以查閱STM32中文參考手冊(cè)。6.4.2高級(jí)定時(shí)器結(jié)構(gòu)6.5定時(shí)器庫(kù)函數(shù)TIM固件庫(kù)支持72種庫(kù)函數(shù)，如表6-2所示。為了理解這些函數(shù)的具體使用方法，本節(jié)將對(duì)其中的部分庫(kù)函數(shù)做詳細(xì)介紹。STM32F10x的定時(shí)器庫(kù)函數(shù)存放在STM32F10x標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)的STM32F10x_tim.h和STM32F10x_tim.c文件中。其中，頭文件STM32F10x_tim.h用來(lái)存放定時(shí)器相關(guān)結(jié)構(gòu)體和宏定義以及定時(shí)器庫(kù)函數(shù)聲明，源代碼文件STM32F10x_tim.c用來(lái)存放定時(shí)器庫(kù)函數(shù)定義。函數(shù)名稱(chēng)功能TIM_DeInit將外設(shè)TIMx寄存器重設(shè)為缺省值TIM_TimeBaseInit根據(jù)TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數(shù)，初始化TIMx的時(shí)間基數(shù)單位TIM_OCInit根據(jù)TIM_OCInitStruct中指定的參數(shù)，初始化外設(shè)TIMxTIM_ICInit根據(jù)TIM_ICInitStruct中指定的參數(shù)，初始化外設(shè)TIMxTIM_TimeBaseStructInit把TIM_TimeBaseInitStruct中的每一個(gè)參數(shù)按缺省值填入TIM_OCStructInit把TIM_OCInitStruct中的每一個(gè)參數(shù)按缺省值填入TIM_ICStructInit把TIM_ICInitStruct中的每一個(gè)參數(shù)按缺省值填入TIM_Cmd使能或者失能TIMx外設(shè)TIM_ITConfig使能或者失能指定的TIM中斷TIM_DMAConfig設(shè)置TIMx的DMA接口TIM_DMACmd使能或者失能指定的TIMx的DMA請(qǐng)求TIM_InternalClockConfig設(shè)置TIMx內(nèi)部時(shí)鐘TIM_ITRxExternalClockConfig設(shè)置TIMx內(nèi)部觸發(fā)為外部時(shí)鐘模式TIM_TIxExternalClockConfig設(shè)置TIMx觸發(fā)為外部時(shí)鐘TIM_ETRClockMode1Config配置TIMx外部時(shí)鐘模式1TIM_ETRClockMode2Config配置TIMx外部時(shí)鐘模式2TIM_ETRConfig配置TIMx外部觸發(fā)TIM_SelectInputTrigger選擇TIMx輸入觸發(fā)源表6-2TIM庫(kù)函數(shù)函數(shù)名稱(chēng)功能TIM_PrescalerConfig設(shè)置TIMx預(yù)分頻TIM_CounterModeConfig設(shè)置TIMx計(jì)數(shù)器模式TIM_ForcedOC1Config置TIMx輸出1為活動(dòng)或者非活動(dòng)電平TIM_ForcedOC2Config置TIMx輸出2為活動(dòng)或者非活動(dòng)電平TIM_ForcedOC3Config置TIMx輸出3為活動(dòng)或者非活動(dòng)電平TIM_ForcedOC4Config置TIMx輸出4為活動(dòng)或者非活動(dòng)電平TIM_ARRPreloadConfig使能或者失能TIMx在ARR上的預(yù)裝載寄存器TIM_SelectCCDMA選擇TIMx外設(shè)的捕獲比較DMA源TIM_OC1PreloadConfig使能或者失能TIMx在CCR1上的預(yù)裝載寄存器TIM_OC2PreloadConfig使能或者失能TIMx在CCR2上的預(yù)裝載寄存器TIM_OC3PreloadConfig使能或者失能TIMx在CCR3上的預(yù)裝載寄存器TIM_OC4PreloadConfig使能或者失能TIMx在CCR4上的預(yù)裝載寄存器TIM_OC1FastConfig設(shè)置TIMx捕獲/比較1快速特征TIM_OC2FastConfig設(shè)置TIMx捕獲/比較2快速特征TIM_OC3FastConfig設(shè)置TIMx捕獲/比較3快速特征TIM_OC4FastConfig設(shè)置TIMx捕獲/比較4快速特征TIM_ClearOC1Ref在一個(gè)外部事件時(shí)清除或者保持OCREF1信號(hào)TIM_ClearOC2Ref在一個(gè)外部事件時(shí)清除或者保持OCREF2信號(hào)表6-2TIM庫(kù)函數(shù)（續(xù)表1）函數(shù)名稱(chēng)功能TIM_ClearOC3Ref在一個(gè)外部事件時(shí)清除或者保持OCREF3信號(hào)TIM_ClearOC4Ref在一個(gè)外部事件時(shí)清除或者保持OCREF4信號(hào)TIM_UpdateDisableConfig使能或者失能TIMx更新事件TIM_EncoderInterfaceConfig設(shè)置TIMx編碼界面TIM_GenerateEvent設(shè)置TIMx事件由軟件產(chǎn)生TIM_OC1PolarityConfig設(shè)置TIMx通道1極性TIM_OC2PolarityConfig設(shè)置TIMx通道2極性TIM_OC3PolarityConfig設(shè)置TIMx通道3極性TIM_OC4PolarityConfig設(shè)置TIMx通道4極性TIM_UpdateRequestConfig設(shè)置TIMx更新請(qǐng)求源TIM_SelectHallSensor使能或者失能TIMx霍爾傳感器接口TIM_SelectOnePulseMode設(shè)置TIMx單脈沖模式TIM_SelectOutputTrigger選擇TIMx觸發(fā)輸出模式TIM_SelectSlaveMode選擇TIMx從模式TIM_SelectMasterSlaveMode設(shè)置或重置TIMx主/從模式TIM_SetCounter設(shè)置TIMx計(jì)數(shù)器寄存器值TIM_SetAutoreload設(shè)置TIMx自動(dòng)重裝載寄存器值TIM_SetCompare1設(shè)置TIMx捕獲/比較1寄存器值表6-2TIM庫(kù)函數(shù)（續(xù)表2）函數(shù)名稱(chēng)功能TIM_SetCompare2設(shè)置TIMx捕獲/比較2寄存器值TIM_SetCompare3設(shè)置TIMx捕獲/比較3寄存器值TIM_SetCompare4設(shè)置TIMx捕獲/比較4寄存器值TIM_SetIC1Prescaler設(shè)置TIMx輸入捕獲1預(yù)分頻TIM_SetIC2Prescaler設(shè)置TIMx輸入捕獲2預(yù)分頻TIM_SetIC3Prescaler設(shè)置TIMx輸入捕獲3預(yù)分頻TIM_SetIC4Prescaler設(shè)置TIMx輸入捕獲4預(yù)分頻TIM_SetClockDivision設(shè)置TIMx的時(shí)鐘分割值TIM_GetCapture1獲得TIMx輸入捕獲1的值TIM_GetCapture2獲得TIMx輸入捕獲2的值TIM_GetCapture3獲得TIMx輸入捕獲3的值TIM_GetCapture4獲得TIMx輸入捕獲4的值TIM_GetCounter獲得TIMx計(jì)數(shù)器的值TIM_GetPrescaler獲得TIMx預(yù)分頻值TIM_GetFlagStatus檢查指定的TIM標(biāo)志位設(shè)置與否TIM_ClearFlag清除TIMx的待處理標(biāo)志位TIM_GetITStatus檢查指定的TIM中斷發(fā)生與否TIM_ClearITPendingBit清除TIMx的中斷待處理位表6-2TIM庫(kù)函數(shù)（續(xù)表3）1.函數(shù)TIM_DeInit函數(shù)名：TIM_DeInit。函數(shù)原型：voidTIM_DeInit（TIM_TypeDef*TIMx）。功能描述：將外設(shè)TIMx寄存器重設(shè)為缺省值。輸入?yún)?shù)：TIMx：x可以是1~8，用來(lái)選擇TIM外設(shè)。輸出參數(shù)：無(wú)。。返回值：無(wú)例如：/*ResetstheTIM2*/TIM_DeInit（TIM2）；2.函數(shù)TIM_TimeBaseInit函數(shù)名：TIM_TimeBaseInit。函數(shù)原型：voidTIM_TimeBaseInit（TIM_TypeDef*TIMx，TIM_TimeBaseInitTypeDef*TIM_TimeBaseInitStruct）。功能描述：根據(jù)TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數(shù)初始化TIMx的時(shí)間基數(shù)單位。輸入?yún)?shù)1：TIMx：x可以是1~8，用來(lái)選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：TIMTimeBase_InitStruct：指向結(jié)構(gòu)TIM_TimeBaseInitTypeDef的指針，包含了TIMx時(shí)間基數(shù)單位的配置信息。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：無(wú)。例如：TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=0xFFFF;TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=0xF;TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=0x0;TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);3.函數(shù)TIM＿OC1Init函數(shù)名：TIM_OC1Init。函數(shù)原型：voidTIM_OC1Init（TIM_TypeDef*TIMx，TIM_OCInitTypeDef*TIM_OCInitStruct）。功能描述：根據(jù)TIM_OCInitStruct中指定的參數(shù)初始化TIMx通道1。輸入?yún)?shù)1：TIMx：x可以是1、2、3、4、5或8，用于選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：TIM_OCInitStruct：指向結(jié)構(gòu)TIM_OCInitTypeDef的指針，包含了TIMx時(shí)間基數(shù)單位的配置信息。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：無(wú)。例如：/*ConfigurestheTIM1ChannellinPWMMode*/TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStructure；TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1；TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;TIMOCInitStructure.TIM_OutputNState=TIM_OutputNState_Enable;TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=0x7FF;TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low;TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity=TIM_OCNPolarity_Low;TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState=TIM_OCIdleState_Set;TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState=TIM_OCIdleState_Reset;TIM_OC1Init(TIM1,&TIM_OCInitStructure);4.函數(shù)TIM＿OC2Init函數(shù)名：TIM_OC2Init。函數(shù)原型：voidTIM_OC2Init（TIM_TypeDef*TIMx，TIM_OCInitTypeDef*TIM_OCInitStruct）。功能描述：根據(jù)TIM_OCInitStruct中指定的參數(shù)初始化TIMx通道2。輸入?yún)?shù)1：TIMx，x可以是1、2、3、4、5或8，用于選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：TIM_OCInitStruct：指向結(jié)構(gòu)TIM_OCInitTypeDef的指針，包含了TIMx時(shí)間基數(shù)單位的配置信息。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：無(wú)。5．函數(shù)TIM＿OC3Init函數(shù)名：TIM_OC3Init。函數(shù)原型：voidTIM_OC3Init（TIM_TypeDef*TIMx，TIM_OCInitTypeDef*TIM_OCInitStruct）。功能描述：根據(jù)TIM_OCInitStruct中指定的參數(shù)初始化TIMx通道3。輸入?yún)?shù)1：TIMx，x可以是1、2、3、4、5或8，用于選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：TIM_OCInitStruct：指向結(jié)構(gòu)TIM_OCInitTypeDef的指針，包含了TIMx時(shí)間基數(shù)單位的配置信息。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：無(wú)。6.函數(shù)TIM_OC4Init函數(shù)名：TIM_OC4Init。函數(shù)原型：voidTIM_OC4Init（TIM_TypeDef*TIMx，TIM_OCInitTypeDef*TIM_OCInitStruct）。功能描述：根據(jù)TIM_OCInitStruct中指定的參數(shù)初始化TIMx通道4。輸入?yún)?shù)1：TIMx：x可以是1、2、3、4、5或8，用于選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：TIM_OCInitStruct：指向結(jié)構(gòu)TIM_OCInitTypeDef的指針，包含了TIMx時(shí)間基數(shù)單位的配置信息。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：無(wú)。7.函數(shù)TIM_Cmd函數(shù)名：TIM_Cmd。函數(shù)原型：voidTIM_Cmd（TIM_TypeDef*TIMx，F(xiàn)unctionalStateNewState）。功能描述：使能或者失能TIMx外設(shè)。輸入?yún)?shù)1：TIMx，x可以是1~8，用于選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：NewState，外設(shè)TIMx的新?tīng)顟B(tài)。這個(gè)參數(shù)可以取：ENABLE或者DISABLE。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：無(wú)。例如：/*EnablestheTIM2counter*/TIM_Cmd（TIM2，ENABLE）；8.函數(shù)TIM_ITConfig函數(shù)名：TIM_ITConfig。函數(shù)原型：voidTIM_ITConfig（TIM_TypeDef*TIMx，u16TIM_IT，F(xiàn)unctionalStateNewState）。功能描述：使能或者失能指定的TIM中斷。輸入?yún)?shù)1：TIMx：x可以是1~8，用來(lái)選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：TIM_IT：待使能或者失能的TIM中斷源。輸入?yún)?shù)3：NewState：TIMx中斷的新?tīng)顟B(tài)，這個(gè)參數(shù)可以?。篍NABLE或者DISABLE。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：無(wú)。例如：/*EnablestheTIM2CaptureComparechannel1Interruptsource*/TIM_ITConfig（TIM2，TIM_IT_CC1，ENABLE）；9.函數(shù)TIM_OC1PreloadConfig函數(shù)名：TIM_OC1PreloadConfig。函數(shù)原型：voidTIM_OC1PreloadConfig（TIM_TypeDef*TIMx，u16TIM_OCPreload）。功能描述：使能或者失能TIMx在CCR1上的預(yù)裝載寄存器。輸入?yún)?shù)1：TIMx，可以是1、2、3、4、5或8，用于選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：TIM_OCPreload，出比較預(yù)裝載狀態(tài)。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：無(wú)。例如：/*EnablestheTIM2PreloadonCC1Register*/TIM_OC1PreloadConfig（TIM2，TIM_OCPreload_Enable）；10.函數(shù)TIM_OC2PreloadConfig函數(shù)名：TIM_OC2PreloadConfig。函數(shù)原型：voidTIM_OC2PreloadConfig（TIM_TypeDef*TIMx，u16TIM_OCPreload）。功能描述：使能或者失能TIMx在CCR2上的預(yù)裝載寄存器。輸入?yún)?shù)1：TIMx，可以是1、2、3、4、5或8，用于選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：TIM_OCPreload，出比較預(yù)裝載狀態(tài)。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：無(wú)。例如:/*EnablestheTIM2PreloadonCC2Register*/TIM_OC2PreloadConfig（TIM2，TIM_OCPreload_Enable）；11.函數(shù)TIM_OC3PreloadConfig函數(shù)名：TIM_OC3PreloadConfig。函數(shù)原型：voidTIM_OC3PreloadConfig（TIM_TypeDef*TIMx，u16TIM_OCPreload）。功能描述：使能或者失能TIMx在CCR3上的預(yù)裝載寄存器。輸入?yún)?shù)1：TIMx，可以是1、2、3、4、5或8，用于選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：TIM_OCPreload，出比較預(yù)裝載狀態(tài)。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：無(wú)。例如:/*EnablestheTIM2PreloadonCC3Register*/TIM_OC3PreloadConfig（TIM2，TIM_OCPreload_Enable）；12．函數(shù)TIM_OC4PreloadConfig函數(shù)名：TIM_OC4PreloadConfig。函數(shù)原型：voidTIM_OC4PreloadConfig（TIM_TypeDef*TIMx，u16TIM_OCPreload）。功能描述：使能或者失能TIMx在CCR4上的預(yù)裝載寄存器。輸入?yún)?shù)1：TIMx，可以是1、2、3、4、5或8，用于選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：TIM_OCPreload，出比較預(yù)裝載狀態(tài)。輸出參數(shù)：無(wú)，返回值：無(wú)，例如:/*EnablestheTIM2PreloadonCC4Register*/TIM_OC4PreloadConfig（TIM2，TIM_OCPreload_Enable）；13．函數(shù)TIM_GetFlagStatus函數(shù)名：TIM_GetFlagStatus。函數(shù)原型：FlagStatusTIM_GetFlagStatus（TIM_TypeDef*TIMx，u16TIM_FLAG）。功能描述：檢查指定的TIM標(biāo)志位設(shè)置與否。輸入?yún)?shù)1：TIMx，以是1~8，用來(lái)選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：TIM_FLAG，檢查的TIM標(biāo)志位。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：TIM_FLAG的新?tīng)顟B(tài)（SET或者RESET）。例如:/*CheckiftheTIM2CaptureCompare1flagissetorreset*/if（TIM_GetFlagStatus（TIM2，TIM_FLAG_CC1）==SET）｛

}14.函數(shù)TIM_ClearFlag函數(shù)名：TIM_ClearFlag。函數(shù)原型：voidTIM_ClearFlag（TIM_TypeDef*TIMx，uint16_tTIM_FLAG）。功能描述：清除TIMx的待處理標(biāo)志位。輸入?yún)?shù)1：TIMx，可以是1~8，用來(lái)選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：TIM_FLAG，清除的TIM標(biāo)志位。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：無(wú)。例如:/*CleartheTIM2CaptureCompare1flag*/TIM_ClearFlag（TIM2，TIM_FLAG_CC1）；15.函數(shù)TIM_GetITStatus函數(shù)名：TIM_GetITStatus。函數(shù)原型：ITStatusTIM_GetITStatus（TIM_TypeDef*TIMx，u16TIM_IT）。功能描述：檢查指定的TIM中斷發(fā)生與否。輸入?yún)?shù)1：TIMx，可以是1~8，用來(lái)選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：TIM_IT，檢查的TIM中斷源。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：TIM_IT的新?tīng)顟B(tài)。例如:/*CheckiftheTIN2CaptureCompare1interrupthasoccuredornot*/if（TIM_GetITStatus（TIM2，TIM_IT_CC1）==SET）{}16.函數(shù)TIM_ClearITPendingBit函數(shù)名：TIM_ClearITPendingBit。函數(shù)原型：voidTIM_ClearITPendingBit（TIM_TypeDef*TIMx，u16TIM_IT）。功能描述：清除TIMx的中斷待處理位。輸入?yún)?shù)1：TIMx，可以是1~8，用來(lái)選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：TIM_IT，檢查的TIM中斷待處理位。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：無(wú)。例如：/*CleartheTIM2CaptureCompare1interruptpendingbit*/TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_CC1);17.函數(shù)TIM＿SetComparel函數(shù)名：TIM_SetCompare1。函數(shù)原型：voidTIM_SetCompare1（TIM_TypeDef*TIMx，u16Compare1）。功能描述：設(shè)置TIMx捕獲比較1寄存器值。輸入?yún)?shù)1：TIMx，可以是1、2、3、4、5或8，用于選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：Compare1，獲比較1寄存器新值。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：無(wú)。例如：/*SetstheTIM2newOutputCompare1value*/u16TIMCompare1=0x7FFF;TIM_SetComparel(TIM2,TIMCompare1);18.函數(shù)TIM＿SetCompare2函數(shù)名：TIM_SetCompare2。函數(shù)原型：voidTIM_SetCompare2（TIM_TypeDef*TIMx，u16Compare2）。功能描述：設(shè)置TIMx捕獲比較2寄存器值。輸入?yún)?shù)1：TIMx，可以是1、2、3、4、5或8，用于選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：Compare2，獲比較2寄存器新值。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：無(wú)。19.函數(shù)TIM_SetCompare3函數(shù)名：TIM_SetCompare3。函數(shù)原型：voidTIM_SetCompare3（TIM_TypeDef*TIMx，u16Compare3）。功能描述：設(shè)置TIMx捕獲比較3寄存器值。輸入?yún)?shù)1：TIMx，可以是1、2、3、4、5或8，用于選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：Compare3，獲比較3寄存器新值。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：無(wú)。20.函數(shù)TIM_SetCompare4函數(shù)名：TIM_SetCompare4。函數(shù)原型：voidTIM_SetCompare4（TIM_TypeDef*TIMx，u16Compare4）。功能描述：設(shè)置TIMx捕獲比較4寄存器值。輸入?yún)?shù)1：TIMx，可以是1、2、3、4、5或8，用于選擇TIM外設(shè)。輸入?yún)?shù)2：Compare4，獲比較4寄存器新值。輸出參數(shù)：無(wú)。返回值：無(wú)。6.6定時(shí)器應(yīng)用實(shí)例通用定時(shí)器具有多種功能，但其原理大致相同，但其流程有所區(qū)別，以使用中斷方式為例，主要包括三部分，即NVIC設(shè)置、TIM中新配管、定封器中新服務(wù)程序。1.NVIC設(shè)置NVIC設(shè)置用來(lái)完成中斷分組、中斷通道選擇、中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置及使能中斷的功能，其流程圖如圖4-5所示。其中，值得注意的是通道的選擇，對(duì)于不同的定時(shí)器，不同事件發(fā)生時(shí)產(chǎn)生不同的中斷請(qǐng)求，針對(duì)不同的功能要選擇相應(yīng)的中斷通道。6.6.1通用定時(shí)器配置流程2.TIM中斷配置TIM中斷配置用來(lái)配置定時(shí)器時(shí)基及開(kāi)啟中新。TIM中斷配置流程圖如圖6-14所示。高級(jí)控制定時(shí)器使用的是APB2總線，基本定時(shí)器和通用定時(shí)器使用APB1總線采用相應(yīng)函數(shù)開(kāi)啟時(shí)種。預(yù)分頻將輸入時(shí)鐘頻率按1～65536之間的值任意分頻。分頻值決定了計(jì)數(shù)頻率。計(jì)效值為計(jì)數(shù)的個(gè)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)寄存器的值達(dá)到計(jì)數(shù)值時(shí)，嚴(yán)生溢出，發(fā)生中斷。如TIM1系統(tǒng)時(shí)鐘為72MHz，若設(shè)定的預(yù)分頻TIM_Prescaler＝7200-1。計(jì)教值TIM_Period＝10000，則計(jì)數(shù)時(shí)鐘周期（TIM_Pescaler＋1）／72MHz＝0.1ms，定時(shí)器產(chǎn)生10000x0.1ms＝1000ms的定時(shí)、每1s產(chǎn)生一次中斷。計(jì)數(shù)模式可以設(shè)置為向上計(jì)數(shù)、向下計(jì)數(shù)對(duì)向上向下計(jì)數(shù)，設(shè)置好時(shí)基參數(shù)后，調(diào)用函數(shù)TIM_TimeBaseInt（）完成時(shí)基設(shè)置。為了避免在設(shè)置時(shí)進(jìn)入中斷，這里需要清除中斷標(biāo)志。如設(shè)置為向上計(jì)數(shù)模式，則調(diào)用函數(shù)TIM_ClearFlag（TIM1，TIM_FLAG_Update）清除向上溢出中斷標(biāo)志。中斷在使用時(shí)必須使能，如向上溢出中斷，則需調(diào)用函數(shù)TIM_ITConfig（）。不同的模式其參數(shù)不同，如向上計(jì)數(shù)模式時(shí)為T(mén)IM_ITConfig（TIM1，TIMIT_Update，ENABLE）。在需要的時(shí)候使用函數(shù)TIM_CMD（）開(kāi)啟定時(shí)器。圖6-14TIM中斷配置流程圖3.定時(shí)器中斷處理程序進(jìn)入定時(shí)器中斷后需根據(jù)設(shè)計(jì)完成響應(yīng)操作，定時(shí)器中斷處理流程如圖6-15所示。在啟動(dòng)文件中定義了定時(shí)器中斷的入口，對(duì)于不同的中斷請(qǐng)求要采用相應(yīng)的中斷函數(shù)名，程序代碼如下：DCDTIM1_BRK_IRQHandler；TIM1BreakDCDTIM1_UP_IRQHandler；TIM1UpdateDCDTIM1_TRG_COM_IRQHandler；TIM1TriggerandCommutationDCDTIM1_CC_IRQHandler；TIM1CaptureCompareDCDTIM2_IRQHandler；TIM2DCDTIM3_IRQHandler；TIM3DCDTIM4_IRQHandler；TIM4進(jìn)入中斷后，首先要檢測(cè)中斷請(qǐng)求是否為所需中斷，以防誤操作。如果確實(shí)是所需中斷，則進(jìn)行中斷處理，中斷處理完后清除中斷標(biāo)志位，否則會(huì)一直處于中斷中。圖6-15定時(shí)器中斷處理程序流程圖本實(shí)例利用基本定時(shí)器TIM6/7定時(shí)1s，1s時(shí)間到LED翻轉(zhuǎn)一次。基本定時(shí)器是單片機(jī)內(nèi)部的資源，沒(méi)有外部IO，不需要接外部電路，只需要一個(gè)LED燈即可。6.6.2定時(shí)器應(yīng)用的硬件設(shè)計(jì)編寫(xiě)兩個(gè)定時(shí)器驅(qū)動(dòng)文件bsp_TiMbase.h和bsp_TiMbase.h，用來(lái)配置定時(shí)器中斷優(yōu)先級(jí)和初始化定時(shí)器。編程要點(diǎn)：1）開(kāi)定時(shí)器時(shí)鐘TIMx_CLK，x［6，7］；2）初始化時(shí)基初始化結(jié)構(gòu)體；3）使能TIMx，x［6，7］update中斷；4）打開(kāi)定時(shí)器；5）編寫(xiě)中斷服務(wù)程序。通用定時(shí)器和高級(jí)定時(shí)器的定時(shí)編程要點(diǎn)與基本定時(shí)器差不多，只是還要再選擇計(jì)算第器的計(jì)數(shù)模式，是向上還是向下。因?yàn)榛径〞r(shí)器只能向上計(jì)數(shù)，且沒(méi)有配置計(jì)數(shù)模式的寄存器，默認(rèn)是向上。6.6.3定時(shí)器應(yīng)用的軟件設(shè)計(jì)6.7SysTick系統(tǒng)滴答定時(shí)器SysTick-系統(tǒng)定時(shí)器是屬于CM3內(nèi)核中的一個(gè)外設(shè)，內(nèi)嵌在NVIC中。系統(tǒng)定時(shí)器一個(gè)24位的向下遞減的計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器每計(jì)數(shù)一次的時(shí)間為1/SYSCLK，一般設(shè)置統(tǒng)時(shí)鐘SYSCLK等于72MHz。當(dāng)重裝載數(shù)值寄存器的值遞減到0的時(shí)候，系統(tǒng)定時(shí)器就發(fā)生一次中斷，以此循環(huán)往復(fù)。因?yàn)镾ysTick是屬于CM3內(nèi)核的外設(shè)，所以所有基于CM3內(nèi)核的單片機(jī)都具有這系統(tǒng)定時(shí)器，這使得軟件在CM3單片機(jī)中可以很容易被移植。系統(tǒng)定時(shí)器一般用于操作系統(tǒng)，用于產(chǎn)生時(shí)基，維持操作系統(tǒng)的心跳。6.7.1SysTick功能綜述SysTick當(dāng)計(jì)到數(shù)器到達(dá)0（0并未計(jì)完）時(shí)，將從RELOAD寄存器中自動(dòng)重裝載定時(shí)初值。只要不把它在SysTick控制及狀態(tài)寄存器中的使能位清除，就永不停息。SysTick工作時(shí)序如圖6-16所示。圖6-16SysTick工作時(shí)序圖系統(tǒng)時(shí)鐘節(jié)拍（SysT