STM32F4 定时器TIM(1)定时器控制输出

高级时钟控制定时器TIM1&TIM8简介：

STM32F4的高级控制定时器包含一个自动重装载计数器，计数器的输入是一个被预分频的系统时钟。

这个定时器有多种用途，包括车辆输入信号长度（输入捕获模式）或者产生波形输出（输出捕获，PWM，带死区插入的互补PWM输出等）

脉冲长度和波形周期可在通过定时器的预分频器或者RCC的预分频器在几个微秒时钟内调整。

高级控制定时器和通用定时器完全独立，不共享任何资源。

高级时钟控制定时器TIM1&TIM8的主要特性：

1、16位向上、向下、双向自动重装载计数器2、16位预分频器，分频值从1打655353、4个独立通道4、带死去输出的互补输出5、控制外部信号的同步电路6、刹车输入7、产生中断和DMA强求8、可外部触发

等等。。

TIM定时器确实很强大。至于怎么用，ST的手册不出奇的难看，完全没有条理可言。昨天看一天，都没明白是在说什么。配套的固件库也是，各种函数的介绍，函数名结构体定义完全没有逻辑可言。于是只能参照网友的介绍，从最基础的部分弄起。

参考资料见：STM32入门篇之通用定时器彻底研究

【实验1、TIM1的计时功能】

【实验描述】

利用TIM1的技术功能，产生2Hz的中断每次中断LED1反转，LED1反转频率为1Hz。

根据时钟配置，系统时钟为168MHz，APB2时钟为84MHz。TIM1挂接在APB2上，所以APB2 时钟为84MHz。

因此预分频系数设置成了10000即0x2710，自动重装载计数器ARR（TIM_Period）设置成了4200即0x1068。每次计数满产生中断。

中断频率f= 84MHz /4200 / 10000 = 2Hz

【代码实现】

1、首先开启TIM1的时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,ENABLE);

2、时基单元的初始化

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,ENABLE);
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 0x1068;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 0x2710;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0x00;

TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM_TimeBaseInitStructure);

TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM_TimeBaseInitStructure);
TIM_ClearFlag(TIM1,TIM_FLAG_Update);   //必须先清除配置时候产生的更新标志
TIM_ITConfig(TIM1,TIM_IT_Update,ENABLE);   //使能中断，中断事件为定时器工薪事件
TIM_Cmd(TIM1,ENABLE);    //使能定时器

3、中断处理函数

没什么可说的，反转LED灯而已。每次中断反转一次，2Hz的中断产生1Hz的闪烁。

中断名字是库里边定义的，跟TIM10全局中断公用。

void TIM1_UP_TIM10_IRQHandler(void)
{
  TIM_ClearFlag(TIM1,TIM_FLAG_Update);//进入中断先清除更新标志
  LEDTog(LED1);
}

之后我们就可以看到LED以大约1Hz的频率在闪烁了。

【实验2、强制输出模式实验】

百度来的强制输出模式的定义：在程序编程中，IO口一般都可以作为输入输出的。而有些数据要在让其执行时候必须执行，所以让其强制性的输出。这是IO口只能做一件事。

看完之后还是一头雾水。

简单 点说，就是不管当时IO输出的是什么，都能强制将其设为0或者为1.

【实验描述】

为了实验方便，这个实验使用TIM4的强制输出功能，点亮与GPIOD Pin13引脚相连的LED3。对于强制输出功能，高级定时器和通用定时器是完全一样的。

TIM4的CH2被复用在GPIOD 的Pin13。所以可以将这个输出强制为高，将LED点亮。

【代码实现】

1、首先将GPIO初始化为AF复用功能。

CM4的引脚复用功能和CM3的实现方法不同，要特别注意。按照CM3的写法将不会有输出
void TIM4_GPIO_Config(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_initStructure;
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD,ENABLE);
  
  GPIO_initStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
  GPIO_initStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  GPIO_initStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
  GPIO_initStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
  GPIO_initStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
  GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_initStructure);
  
  GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource12,GPIO_AF_TIM4);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource13,GPIO_AF_TIM4);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource14,GPIO_AF_TIM4);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource15,GPIO_AF_TIM4);
}

2、TIM4的初始化

这里的时钟我没有计算，因为这个实验不太关注这个。

void TIM4_Config1(void)
{
  TIM4_GPIO_Config();
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);
  
  TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
  TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period =0x1068;
  TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 0x2710;
  TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0x00;
  TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStructure);
  TIM_ARRPreloadConfig(TIM4,ENABLE);
  
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Active;;  //设置成什么模式都行。
  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse= 1000;
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
  TIM_OC2Init(TIM4,&TIM_OCInitStructure);

  TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);
}

3、在主函数中强制输出。

初始化完成之后，在任何时候都能强制引脚电平，只需要一个函数即可：

TIM_ForcedOC2Config(TIM4,TIM_ForcedAction_Active);
这个函数设置TIM的CCMR1的OCxM位为101或者100实现输出的拉高或拉低

【实验三、比较输出】
一直不理解这里的比较是哪两个东西在进行比较。今天翻ST参考手册 reference manual发现这么句话：

当OCxM位为000时：The comparison between the output compare register  TIMx_CCR1 and the counter TIMx_CNT has no effect on the outputs.

即这里的“比较”是TIMx_CCR1和TIMx_CNT的比较。两个相等时，触发事件。这个事件发生时，TIm根据CCMRx寄存器的OCxM位进行输出。

OCxM不同设置的不同功能如下表所示：

结合库中的定义，可以很方便地改变输出方式：

#define TIM_OCMode_Timing                  ((uint16_t)0x0000)
#define TIM_OCMode_Active                  ((uint16_t)0x0010)
#define TIM_OCMode_Inactive                ((uint16_t)0x0020)
#define TIM_OCMode_Toggle                  ((uint16_t)0x0030)
#define TIM_OCMode_PWM1                    ((uint16_t)0x0060)
#define TIM_OCMode_PWM2                    ((uint16_t)0x0070)

【实验现象】

LED周期闪烁

【代码实现】

只需要将上边的代码中的TIM_OCMode改成PWM即可。

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle;

参数TIM_Pulse对这种模式没影响，TIM_OCPolarity只影响先输出的是低电平还是高电平。

【实验4、PWM输出】

这是输出部分的传统了。所有的开发板的TIM例子都是一个PWM输出。

时基单元好了，设置一下输出模式，反转时机（TIM_Pulse）。然后开启哥哥通道的OC即可。对于每个Tim的所有通道，由于时基配置是一样的所以只能改变各个通道的占空比。

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//PWM2也行
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse= 2000;//CCR,设置占空比。反转模式时候无效
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;  
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_ClearFlag(TIM4,TIM_FLAG_CC2);
TIM_OC2Init(TIM4,&TIM_OCInitStructure);
当然，引脚初始化不能少的。

【实验5、单脉冲方式】

只需要在上边的代码之后加一句：

TIM_SelectOnePulseMode(TIM4,TIM_OPMode_Single);

这样讲产生一个负脉冲，效果是LED灭一下之后保持常亮。如果要要让LED亮一下，输出正脉冲还需要改下输出的极性：

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;

到这里，TIM控制输出的实验基本就做完了。马上开始TIM控制输入部分，包括输入捕获、PWM输入等。