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

• 基本定时器：TIM6和TIM7
  
• 通用定时器：TIM2、TIM3、TIM4和TIM5
  
• 高级定时器：TIM1、TIM8
  

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. }

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