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标题: STM32——定时器 [打印本页]
作者: 张裕    时间: 2025-3-8 17:10
标题: STM32——定时器
定时器有 捕获脉冲宽度、计算PWM占空比、输出PWM波形以及编码器计数等各种功能。
定时器又能分为


一、计数和分频

每当一个方波信号的上升沿颠末寄存器，计数器就会+1。
对于APB1先进外设总线上的定时器时钟线毗连给了基本定时器和通用定时器。APB2则提供给了高级定时器。
我们可以通过修改 APB1 上定时器时钟，来实现恒定波形频率。
比方设置 APB1 时钟频率为 72MHz，也就是当计数器计数到72000 000 次时，1秒钟就已往了。

但是计数器的寄存器有的仅有16bit，也就是做多计数65535个数。
STM32提供了预分配器(PSC)来进行分频，比方：
当预分频器设置为1时，将每两个脉冲分频成一个脉冲，也就是2分频，36Hz；同样的设置为2，就是三分频，24Hz。预分频器也是16bit，能够进行65536分频。
那么对于 72MHz 的时钟频率，最多能够计数约59秒多：

固然定时器不止一个，能够计数的量就更多。

二、定时原理

自动重装载寄存器(ARR)
当计数器到达与自己的值，会将计数器的值重置为0，此时可以触发一次定时器更新停止。有个细节问题，计数是从0开始的，计数总和要+1。

捕获/比较寄存器值(CCRx)
用于捕获输入信号的边沿时间或者生成输出信号。

计数器输出频率


计数器占空比


三、输出频率、占空比

1. 定时器设置

时钟频率为80：

分频器和重装载器分别为4000和100。


2. 示例

要求 PA6 通道占空比 10%，PA7 通道占空比 10%。
PA6 通道输出频率为 100Hz，PA7 通道输出频率为 200Hz。
B2：按下B2按键，PA6手动模式占空比参数加10%，占空比可调整范围：10%~90%，占空比参数增长到90%后，再次按下B2按键，返回10%。
B3：按下B3按键，PA7手动模式占空比参数加10%，占空比可调整范围：10%~90%，占空比参数增长到90%后，再次按下B3按键，返回10%。

2.1 引脚设置


PA6的频率为100Hz，那么
，即时钟80M，8000分频，捕获为100.

PA7频率为200Hz，分频改 4000就行了，其他不变。


2.2 代码

定义变量输出频率和占空比
  1. //TIM
  2. uint16_t PA6_frq,PA7_frq;
  3. uint8_t PA6_duty=10,PA7_duty=10;
复制代码
主函数部分，输出频率和占空比的计算。
  1.         HAL_TIM_PWM_Start(&htim16,TIM_CHANNEL_1);
  2.         HAL_TIM_PWM_Start(&htim17,TIM_CHANNEL_1);
  3.        
  4.     //频率计算
  5.         PA6_frq=80000000/8000/(TIM16->ARR+1);
  6.         PA7_frq=80000000/4000/(TIM17->ARR+1);
  7.     //占空比
  8.         TIM16->CCR1=PA6_duty;
  9.         TIM17->CCR1=PA7_duty;
  10.   /* USER CODE END 2 */
复制代码
HAL_TIM_PWM_Start() 函数用于启动定时器的PWM（脉冲宽度调制）输出
  1. HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Start(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel);
  2.     TIM_HandleTypeDef *htim: 指向定时器句柄的指针，该句柄包含了定时器的配置信息。
  3.     uint32_t Channel: 定时器的PWM通道，用于指定哪个通道将开始PWM输出。
复制代码
按键实现逻辑： 
  1. void Key_Proc(void)
  2. {
  3.         key_val=Key_Scan();
  4.         key_down = key_val &(key_val^key_old);
  5.         key_up = ~key_val &(key_val^key_old);
  6.         key_old=key_val;
  7.        
  8.         if(key_down==1)
  9.         {
  10.                 LCD_Clear(Black);
  11.                 LCD_SetBackColor(Black);
  12.                 LCD_SetTextColor(White);
  13.                 if(++lcd_page==3) lcd_page=0;
  14.         }
  15.         if(key_down==2)
  16.         {   
  17.         //B2使占空比增加10%
  18.                 PA6_duty+=10;
  19.         //参数增加到90%时，占空比返回10%
  20.                 if(PA6_duty==100) PA6_duty=10;
  21.                 TIM16->CCR1=PA6_duty;
  22.         }
  23.         if(key_down==3)
  24.         {
  25.                 PA7_duty+=10;
  26.                 if(PA7_duty==100) PA7_duty=10;
  27.                 TIM17->CCR1=PA7_duty;
  28.         }
  29.                
  30. }
复制代码

四、输入捕获频率、占空比

1. 原理图


R39和R40两个滑动变阻器，能够调整555定时器的频率。让PA15和PB4设置为了定时器的输入捕获模式。

3. 捕获原理

在输入捕获模式下，当检测到ICx信号上相应的边沿（如上升沿或降落沿）后，定时器的当前计数器值（CNT）被锁存到捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx）中。然后根据CCR的值与时钟，计算出频率。
3.1 捕获频率

而学过信号的都知道，频率都是算一个周期的，对于方波信号，就是捕获连续两个上升沿的时间差值即可。




3.2 捕获占空比

要先捕获一个周期的时间差，作为分母。然后捕获一个电平变化的时间差，作为分子。
设 CCRx1 为第一个上升沿，CCRx3 为第二个上升沿，那么周期为 CCRx3-CCRx1。
设 CCRx2 为第一个降落沿，那么电平变化时间差为 CCRx2-CCRx1。
占空比为：

固然需要两个通道，分别获取上升沿和降落沿。

4. 程序编写 

4.1 捕获频率


TIM2的设置，固然TIM3也是一样的。

 
  1. uint32_t cap1,cap2,R39_frq,R40_frq;
  3. HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_1);
  4. HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim3,TIM_CHANNEL_1);
  5. /* USER CODE END 2 */
复制代码
  1. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
  2. {
  3.         if(htim->Instance==TIM2)
  4.         {
  5.         //获取CCR捕获值
  6.                 cap1 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim2,TIM_CHANNEL_1);
  7.                 TIM2->CNT=0;
  8.         //计算频率
  9.                 R40_frq = 80000000/80/cap1;
  10.                 HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_1);
  11.         }
  12.         if(htim->Instance==TIM3)
  13.         {
  14.                 cap2 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim3,TIM_CHANNEL_1);
  15.                 TIM3->CNT=0;
  16.                 R39_frq = 80000000/80/cap2;
  17.                 HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim3,TIM_CHANNEL_1);
  18.         }
  19. }
复制代码
 
4.2 捕获占空比


设置两个通道，分别上升和降落沿。


  1. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
  2. {
  3.         if(htim->Instance==TIM2)
  4.         {
  5.                 if(htim->Channel==HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1)
  6.                 {
  7.                         cap1 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim2,TIM_CHANNEL_1);
  8.                         cap1_2 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim2,TIM_CHANNEL_2);
  9.                         TIM2->CNT=0;
  10.                         R40_frq = 80000000/80/cap1;
  11.                         R40_duty= (1.0*cap1_2)/(1.0*cap1)*100;
  12.                         HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_1);
  13.                         HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_2);
  14.                 }
  15.                
  16.         }
  17. }
复制代码


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