一、定时器简介

1、时钟来源

2、定时器结构(以基本定时器为例)

二、基本定时器的编程方法

1、基本定时器的寄存器

2、例程

/**
  * @brief  定时器6的初始化,定时周期0.01s
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void TIM6_Init(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

    /*AHB = 72MHz,RCC_CFGR的PPRE1 = 2,所以APB1 = 36MHz,TIM2CLK = APB1*2 = 72MHz */
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE);

    /* 时基初始化 */
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = ;          //当定时器从0计数到99,即定时周期为100次
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = ;     //设置预分频:10KHz
    TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_TimeBaseStructure);
    TIM_ARRPreloadConfig(TIM6, ENABLE);             //使能TIM6重载寄存器ARR

    /* 设置更新请求源只在计数器上溢或下溢时产生中断 */
    TIM_UpdateRequestConfig(TIM6,TIM_UpdateSource_Global);
    /* 定时器6的上溢或下溢中断使能 */
    TIM_ITConfig(TIM6, TIM_IT_Update, ENABLE);
    /* 定时器6启动 */
    TIM_Cmd(TIM6, ENABLE);                          //使能定时器6
    TIM_ClearITPendingBit(TIM6,TIM_IT_Update);
    /* 定时器6的NVIC中断配置 */
    NVIC_TIM6_Configuration();
}

三、疑惑与解答

  以下问题皆以基本定时器为例进行阐述 

1、何谓更新事件

  更新事件就是指这个事件发生后,将会将定时器的寄存器进行更新,以使定时器工作在新的配置下,例如当一个定时周期结束(计数器上溢)或者其他事件。

2、何谓自动重装载寄存器(auto-reload register)

  自动重装载寄存器决定了定时器的上溢时机,当定时器的计数器中数值达到了自动重装载寄存器规定的值,计数器就要归零。也就是说自动重装载寄存器决定了定时器的周期。假定TIMx_ARR=0x36,而且分频系数为1,则可以看到下边的情况。

3、自动重装载寄存器和预加载寄存器的区别与联系

   当“TIMx_CR1.ARPE = 1”的时候,STM32中有自动重装载寄存器和预加载寄存器(TIMx_ARR)。

  预加载寄存器是自动重装载寄存器的“影子”,也就是预加载寄存器是自动重装载寄存器的缓冲器。自动重装载寄存器的功能在2点已经说明,但是自动重装载寄存器不是用户用程序可以直接进行操作的,用户需要借助于预加载寄存器(缓冲区)才能访问它。

  其目的是为了保证自动重装载寄存器在合适的时候被修改,不允许其随便被修改,否则可能导致在过渡的时候发生不期望的结果。

  这是什么一个概念呢?

  在定时器一个周期结束的时候,产生了一个更新中断,我们在中断服务程序中修改预加载寄存器(TIMx_ARR),但是并没有直接写入到自动重装载寄存器。在中断刚一产生的时候(早于我们的服务程序),原来TIMx_ARR的值被硬件自动装入自动重装载寄存器中。所以下一个定时器周期的长度取决于“原来TIMx_ARR的值”,而非我们在中断服务程序中的修改值。

  那么什么时候,我们的修改值才起作用呢?

  当下一个定时器周期结束的时候,我们对TIMx_ARR的修改值就被硬件自动写入到自动重装载寄存器中,所以我们的修改值在下下个定时器周期才起作用。

  而当“TIMx_CR1.ARPE = 0”的时候,STM32中只有自动重装载寄存器(TIMx_ARR),没有预加载寄存器。自动重装载寄存器没有缓冲区,对TIMx_ARR的修改,也就是直接对自动重装载寄存器的修改。

  这种情形又怎样看呢?

  在定时器一个周期结束的时候,产生了一个更新中断,我们在中断服务程序中修改自动重装载寄存器(TIMx_ARR)。所以下一个定时器周期的定时长度要取决于我们的这个修改值。

总结:

  ① TIMx_CR1.ARPE = 0,自动重装载寄存器没有缓冲区,对TIMx_ARR的修改直接影响下一个周期的定时长度。

  ② TIMx_CR1.ARPE = 1,自动重装载寄存器有缓冲区,对TIMx_ARR的修改影响的是下下一个周期的定时长度。

③ TIMx_CR1.ARPE = 1,自动重装载寄存器有缓冲区预加载寄存器(TIMx_ARR),预加载寄存器更新到自动重装载寄存器的时机是:当定期器一个定时周期结束产生一个更新事件的时候。

  ④ TIMx_CR1.ARPE = 1,注意我们在写程序的时候,给TIMx_ARR赋值,并没有真正的写入到自动重装载寄存器中,而是写入到了预加载寄存器中。

  当我们需要定时器以T1和T2交替工作:

  ⑤ TIMx_CR1.ARPE = 0,自动重装载寄存器没有缓冲区,我们是在T1定时周期已经开始一会儿的时候,才去设定定时周期T1长度;在T2定时周期已经开始一会儿的时候,才去设定定时周期T2长度。因为当T1结束的时候,中断发生后,我们在中断程序中设定定时周期为T2。其实,此时定时器周期T2已经开始一段时间了。要知道定时器一个周期结束的时候,硬件自动进入下一个周期的计数,而不受软件的控制。

  ⑥  TIMx_CR1.ARPE = 1,自动重装载寄存器有缓冲区,我们是在T1定时周期一开始,就去设定定时周期T1的长度;在T2定时周期一开始,就去设定定时周期T2的长度。因为当T1结束的时候,更新事件产生(中断也发生),(我们在上一个定时周期的中断程序中已经设定定时周期为T2),TIMx_ARR中的T2值被硬件更新进入到自动重装载寄存器中。

  ⑦ 当T1、T2两个周期都很大的时候,需要ticks比较多,两种方式都不会出现错误。

   但是当T1、T2两个周期都很小的时候,需要ticks比较少,对于“TIMx_CR1.ARPE = 0”的情况,就有可能出现问题。因为有可能在T1定时周期已经超过T1时间长度的时候,才去设定定时周期T1;在T2周期已经超过T2时间长度的时候,才去设定定时周期T2。

总结:

  在需要不断切换定时器的周期时,而且周期都比较短,程序员需要通过预加载寄存器配合自动重装载寄存器,来操作定时器,以保证定时器周期的平稳过渡。  

自动重装载寄存器是预加载的,每次读写自动重装载寄存器时,实际上是通过读写预加载寄存器实现。根据TIMx_CR1 寄存器中的自动重装载预加载使能位(ARPE) ,写入预加载寄存器的内容能够立即或在每次更新事件时,传送到它的影子寄存器。                摘自《STM32中文版芯片手册》

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