STM32 定时器详细篇(基于HAL库)

UI自动化测试实战

l  16位的向上、向下、向上/向下(中心对齐)计数模式,支持自动重装载

l  16位的预分频器

l  每个定时器都有多个独立通道,每个通道可用于

*  输入捕获

*  输出比较

*  PWM输出

*  单脉冲模式

l  高级定时器还可以产生互补输出

l  可以产生中断/DMA请求:

*  更新事件:计数器向上/向下溢出,计数器初始化(通过软或者内部/外部触发)

*  触发事件:计数器启动,停止,初始化或者有内部/外部触发计数

*  输入捕获

*  输出比较

一、定时器之计数模式

(一)  计数模式

向上计数

计数器从0向上计数(递增)到自动装载值,然后再次回到0开始计数,并产生一个计数溢出事件

 

向下计数

计数器从自动装载值向下计数(递减)到0,然后再次回到自动装载值开始计数,并产生一个计数器向下溢出事件

 

中央对齐模式(向上/向下计数)

计数器从0开始计数到自动装载值-1,并产生一个计数器溢出事件,然后再向下计数到0+1,并产生一个计数溢出事件,然后再向上计数。

 

(二)定时器的溢出时间计算

time=(ARR+1)*(PSC+1)/Tclk

 

ARR为自动装载值

PSC:预分频系数

Tclk:定时器的APB时钟,通常等于系统时钟

 

如:

tclk为72M

psc为7199

arr为4999

 

time=(4999+1)*(7199+1)/72 000 000 = 0.5s = 500ms

(三)CubeMX设置

这里需要注意的是你所需要使用的定时器是挂载在APB1还是APB2。相应的要调节他们时钟频率

 选择

 选择内部时钟

基础配置,这里配置的是1秒计数

l  Prescaler (PSC- 16 bits value),预分频器(PSC- 16位值)

l  Counter Mode,计数器模式:

up 向上

down 向下

Center Aligned mode 中心对齐模式

l  Counter Period (AutoReload Register - 16 bits value),重装载值

l  auto-reload preload,自动重装载开启

 

开启更新中断

中断优先级数字越低越高

(四)编程记录

中断开启

HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_Base_Start_IT(TIM_HandleTypeDef *htim)

溢出事件回调函数

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim);

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){
   if(htim->Instance == TIM1){
         
        HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin);//单独输出电平取反
     
     }
}

开启中断

HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1);

二、 定时器之PWM

PWM即脉冲宽度调制,是一种模拟控制方式,通常用于LED的亮度调节。其实就是快速的高低电平变化让人感觉不出来。

(一)了解一下HZ的概念

1HZ表示1秒变化一个周期

在家用交流点中:

50HZ表示电流每秒钟来回变化50次,方向改变100次。

50HZ是50个周期,所以有50个正玄波形

这个图表示的是1HZ变化,1个周期,1个正玄波

50HZ表示每个周期的时间=1S/50=0.02S=20ms

 

单片机检测交流电可以200ms内没有检测到高电平,则表示无输入。

 

在计算机cpu等使用1khz=1000hz

在电磁波和机械波等,1Khz=1024hz

 

在PWM中

 

hz是频率的单位

1hz 表示PWM的周期是一秒

1Khz表示一秒钟有一千个周期,也就是周期是1ms

1KKhz、1Mhz表示一秒钟有100万个周期,也就是周期是1us

 

y秒=1/xHZ

 

1/1000=0.001S=1ms

1/1000000=0.000001S=1us

 

如果实现周期是100us

100us=0.0001S=1/0.0001= 10,000HZ

(二)PWM配置

ARR为自动装载值

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CCRx 为捕获比较寄存器值

 

预分频系数决定了PWM的时钟速度

ARR的大小决定了PWM的周期

CRRx决定了输出有效信号的时间

 

有效信号:

高电平

低电平

 

PWM模式:

模式1,不管是向上还是向下计数,当计数值小于重装载值是输出有效电平。

模式2,不管是向上还是向下计数,当计数值小于重装载值是输出无效电平。

 

PWM周期计算

Fpwm = 100M / ((arr+1)*(psc+1))(单位:Hz)

 

Fpwm = 100M / (arr+1)/(psc+1)(单位:Hz)

 

arr 是计数值

psc 是预分频值

如:

3. 主频=100M

4. arr=100

5. psc=1000

100,000,000/100/1000=1000Hz

(三) CubeMX设置

设置定时器使用内部时钟

设置定时器的PWM通道1开启

STM32F103C8T6对应的PWM通道为PA8

设置基础参数

Prescaler,分配系数为36

Counter Period,重装载值为100

所以:

PWM的频率为:72 000 000/35/100=20 000 HZ(20KHZ),周期为 1/20000= 0.00005秒

PWM脉宽调制的最大值与重装载值一致,其范围为[0,100]

通道可以设置的值:

Mode,PWM的模式,可以选择模式1或模式2

CH Polarity,有效电平,可选高或底

(四)编程

初始化

//开启PWM输出
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
//设置默认的占空比值
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_1,10);

while循环改变值

HAL_Delay(30);//延时30ms

//变量修改
if(i<100) i++;
else i=0;

//设置占空比值
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_1,i);    

三、 定时器之输入捕获

通过检查定时器通道上的边沿信号,在边沿信号跳变(上升沿或者下降沿)的时候,将当前定时器的计数值存储到对应的捕获/比较寄存器里面,完成一次捕获。

 

通常用于检测高电平持续时间、低电平持续时间、两次下降沿的持续时间、两次上升沿的持续时间

滤波器:

里可以设置以什么频率采集多少次有效电平才说明边沿触发成功,如设置的是上升沿触发,当上升沿发生时,滤波器或以fDTS的频率采集ICF设置的次数,每次检测是否是高电平,这样可以防止误触发所带来的计算干扰。

 

边沿检测器:

设置捕获的触发边沿,可以设置上升沿或下降沿

 

通道选择

通过寄存器可以设置其它通道输入的值到该通道上

如通道1和通道2都可以映射到IC1,但通常是通道1是IC1,通道2是IC2,每个独立一对一映射,互不干扰。

 

分频器:

每2个事件触发一次捕获,如上升沿捕获时,连续获取到两个上升沿后才会触发计数

每4个事件触发一次捕获

每8个事件触发一次捕获

(一) CubeMX设置

开启TIM4的通道1作为输入捕获通道,对应是PB6引脚

Internal Clock表示内部时钟

input capture direct mode 表示输入捕获

根据硬件连接,这里设置为上拉

开启中断

基础配置

时钟:72 000 000 /72 = 1 000 000 HZ= 1MHZ,所以计数一次为1us

最大计数值为65536,约为65ms

prolarity selection 为触发计数边沿,下降沿

(二)编程

测量低电平的持续时间,先下降沿后上升沿,记录计数值,最终输出us单位。

通用函数

//变量存储
typedef struct 
{   
    uint8_t   flg; //0为未开始,1已经开始,2为结束
    uint16_t  num;//计数值
    uint16_t  num_period;//溢出次数
}COUNT_TEMP;

COUNT_TEMP count_temp={0};

//捕获中断发送时的回调函数
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
      //判断定时器2
        if(TIM2 == htim->Instance){
            if ( count_temp.flg == 0 )
            {   
                // 清零定时器计数
                __HAL_TIM_SET_COUNTER(htim,0); 
                //设置上升沿触发
                __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_2, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING);
                count_temp .flg = 1;    //设置已经开始    
                count_temp .num_period = 0;    //溢出计数清零        
                count_temp .num = 0; //计数清零
            }        
            else
            {
                // 获取定时器计数值
                count_temp .num = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim2,TIM_CHANNEL_2);
                //设置下降沿触发
                __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_2, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING);
                count_temp .flg = 2;
            }
        }
}    

//定时器溢出回调函数
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(TIM2 == htim->Instance){
    //每次溢出时间为65536us
    if(count_temp.flg==1)//还未成功捕获
    {
                if(count_temp.num_period==0XFFFF)//电平太长了
                {
                    count_temp.flg=2;        //标记成功捕获了一次
                    count_temp .num=0XFFFF;
                }else count_temp .num_period ++;
    }
    }
}

初始化

//开启定时器溢出中断
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);  
//开启输入捕获中断,设置下降沿触发中断
__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_2, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); 
HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_2);    //启动输入捕获

while循环

//等待测量完毕
if(count_temp.flg == 2 )
{
    //计数计数值,0xFFFF为最大计数
    uint32_t ulTime = (uint32_t)count_temp .num_period * 0xFFFF + count_temp .num;
    //输出测量的值
    printf ( "低电平时间:%d us\n",ulTime); 
    count_temp .flg = 0;            
}

 

原文地址:https://www.cnblogs.com/dongxiaodong/p/14351398.html

 

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路人甲

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