STM32学习笔记之定时器的配置

实验目的：

让蜂鸣器每隔一秒响一次；

实验步骤：

实验程序：

1. /************************led.c***********************/  

2. #include "stm32f4xx.h"  //在SYSTEM目录下可以找到  

3. #include "sys.h"  

4.   

5.   

6. void LED_Init(void){  

7.       

8.     RCC->AHB1ENR |= 1<<5;  //使能GPIO端口的F时钟  

9.     

10.     GPIO_Set(GPIOF,PIN9|PIN10,GPIO_MODE_OUT,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_SPEED_25M,GPIO_PUPD_PU);  

11.     PFout(9) = 1;  

12.     PFout(10) = 1;  

13.       

14. }  

1. /************************led.h***********************/  

2. #ifndef _LED_H  

3. #define _LED_H  

4.   

5.   

6. void LED_Init(void);  

7.   

8.   

9. #endif  

1. /************************beep.c***********************/  

2. #include "sys.h"  

3. #include "beep.h"  

4.   

5.   

6. void Beep_Init(void){  

7.     RCC->AHB1ENR |= 1<<5;          //使能PORTE时钟   

8.     GPIO_Set(GPIOF,PIN8,GPIO_MODE_OUT,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_SPEED_100M,GPIO_PUPD_PD); //PF8设置,下拉  

9.     PFout(8) =0;                        //关闭蜂鸣器   

10. }  

1. /************************beep.h***********************/  

2. #include "sys.h"  

3.   

4.   

5. #ifndef _BEEP_H  

6. #define _BEEP_H  

7.   

8.   

9. void Beep_Init(void);  

10.   

11.   

12. #endif  

1. /************************timer.c***********************/  

2. #include "sys.h"  

3. #include "stm32f4xx.h"  

4.   

5.   

6. /* 

7. 本示例的作用就是， 

8. 让蜂鸣器每隔一秒响一次； 

9. */  

10.   

11.   

12. /* 

13. 关于定时器的操作可参考寄存器版的步骤 

14. */  

15.   

16.   

17. /* 

18. 中断初始化函数： 

19. 主要是关于寄存器的相关配置 

20. */  

21. void TIM3_Init(void){  

22.       

23.     /************************* 

24.     定时器中断的设置：    

25.     *************************/  

26.       

27.     //使能TIM3时钟；  

28.     RCC->APB1ENR |= 1 << 1;    

29.       

30.     /*预分频器*/  

31.     TIM3->PSC = 8400 - 1;  

32.       

33.     /*ARR为自动重载寄存器*/  

34.     TIM3->ARR = 10000 -1 ;  

35.       

36.     //使能更新中断  

37.     TIM3->DIER |= 1;  

38.       

39.     //使能计数器  

40.     TIM3->CR1 |= 1;  

41.       

42.       

43.     /*TIM中断分组设置*/  

44.       

45.     //SCB和NVIC，可参考STM32F3与STM32F4系列Cortex M4内核编程手册.pdf  

46.     SCB->AIRCR |= 0x5 << 8; //设置分组  

47.     NVIC->IP[29] |= 0; //设置优先级,具体可分析MY_NVIC_Init()函数；  

48.       

49.     //若不使能，则中断不会发生  

50.     NVIC->ISER[0] |= 1 << 29;  //使能中断；  

51.       

52. }  

53.   

54.   

55.   

56. /*每1000ms产生一次中断*/  

57. void TIM3_IRQHandler(void){  

58.       

59.     /* 

60.     中断处理函数： 

61.     */  

62.       

63.   

64.     if(TIM3->SR&0X0001){  

65.         PFout(8) = !PFout(8);  

66.     }  

67.       

68.       

69.     /* 

70.     在中断里边最后记得清中断标志： 

71.     */  

72.     TIM3->SR &= ~(1 << 0);  

73. }   

1. /*************************timer.h**********************/  

2. #ifndef _TIMER_H  

3. #define _TIMER_H  

4.   

5.   

6. void TIM3_Init(void);  

7.   

8.   

9. #endif  

1. /*************************test.c**********************/  

2. #include "sys.h"  

3. #include "delay.h"  

4. #include "beep.h"  

5. #include "timer.h"  

6. #include "led.h"  

7.   

8.   

9. int main(void){  

10.       

11.     Stm32_Clock_Init(336,8,2,7);//设置时钟,168Mhz  //思考一下为啥要设置整个时钟(到时可参考时钟那章节)；  

12.     delay_init(168);        //初始化延时函数  

13.     LED_Init();  

14.     Beep_Init();  

15.     TIM3_Init();  

16.       

17.     while(1){  

18.         PFout(9) = 0;  

19.         delay_ms(1000);  

20.         PFout(9) = 1;  

21.         delay_ms(1000);  

22.     }  

23.       

24. }  

实验分析：

我们主要分析一下定时器中断中，关于寄存器的设置问题

1. RCC->APB1ENR |= 1 << 1;  

这条语句的作用就是：使能TIM3时钟；

外设这么多，我咋知道，我们应该在哪条总线上去使能响应的外设？

第一种办法就是查看RCC寄存器，看其每个寄存器的每位的解释；

第二种办法就是看对应芯片的整个框图，如：

由上述视图，我们可知：TIM3是挂在APB1总线上的，所以我们只需使能APB1ENR寄存器上的响应的位就可以达到我们使能响应的外设的时钟的效果；

查看APB1ENR寄存器，我们可知：

所以在这里就写成了RCC->APB1ENR |= 1 << 1

2. TIM3->PSC = 8400 - 1;

3. TIM3->ARR = 10000 -1 ;

第2条语句和第3条语句的作用就是设置预分频器和自动重载寄存器；

但是在设置这两个寄存器之前，我们必须要搞清楚一点就是：计数器的时钟频率从哪里来？

查看定时器的框图：

注：由上述的定时器框图，我们可以得知：CK_INT也就是来自RCC的TIMxCLK

再结合第5条语句，其作用就是将CEN位写入1，所以，这样，我们就将预分频器的时钟CK_PSC设置为了内部时钟CK_INT；

此时，我们需要搞清楚CK_INT的时钟多少，在test.c中，我们看到：Stm32_Clock_Init()这个函数，其函数体如下：

1. void Stm32_Clock_Init(u32 plln,u32 pllm,u32 pllp,u32 pllq)  

2. {    

3.     RCC->CR|=0x00000001;     //设置HISON,开启内部高速RC振荡  

4.     RCC->CFGR=0x00000000;        //CFGR清零   

5.     RCC->CR&=0xFEF6FFFF;     //HSEON,CSSON,PLLON清零   

6.     RCC->PLLCFGR=0x24003010; //PLLCFGR恢复复位值   

7.     RCC->CR&=~(1<<18);         //HSEBYP清零,外部晶振不旁路  

8.     RCC->CIR=0x00000000;     //禁止RCC时钟中断   

9.     Sys_Clock_Set(plln,pllm,pllp,pllq);//设置时钟   

10.     //配置向量表                 

11. #ifdef  VECT_TAB_RAM  

12.     MY_NVIC_SetVectorTable(1<<29,0x0);  

13. #else     

14.     MY_NVIC_SetVectorTable(0,0x0);  

15. #endif   

16. }             

接着再追踪Sys_Clock_Set()函数，进到其函数体内，我们可以看到：

1. //时钟设置函数  

2. //Fvco=Fs*(plln/pllm);  

3. //Fsys=Fvco/pllp=Fs*(plln/(pllm*pllp));  

4. //Fusb=Fvco/pllq=Fs*(plln/(pllm*pllq));  

5.   

6. //Fvco:VCO频率  

7. //Fsys:系统时钟频率  

8. //Fusb:USB,SDIO,RNG等的时钟频率  

9. //Fs:PLL输入时钟频率,可以是HSI,HSE等.   

10. //plln:主PLL倍频系数(PLL倍频),取值范围:64~432.  

11. //pllm:主PLL和音频PLL分频系数(PLL之前的分频),取值范围:2~63.  

12. //pllp:系统时钟的主PLL分频系数(PLL之后的分频),取值范围:2,4,6,8.(仅限这4个值!)  

13. //pllq:USB/SDIO/随机数产生器等的主PLL分频系数(PLL之后的分频),取值范围:2~15.  

14.   

15. //外部晶振为8M的时候,推荐值:plln=336,pllm=8,pllp=2,pllq=7.  

16. //得到:Fvco=8*(336/8)=336Mhz  

17. //     Fsys=336/2=168Mhz  

18. //     Fusb=336/7=48Mhz  

19. //返回值:0,成功;1,失败。  

20. u8 Sys_Clock_Set(u32 plln,u32 pllm,u32 pllp,u32 pllq)  

21. {   

22.     u16 retry=0;  

23.     u8 status=0;  

24.     RCC->CR|=1<<16;                //HSE 开启   

25.     while(((RCC->CR&(1<<17))==0)&&(retry<0X1FFF))retry++;//等待HSE RDY  

26.     if(retry==0X1FFF)status=1;  //HSE无法就绪  

27.     else     

28.     {  

29.         RCC->APB1ENR|=1<<28;   //电源接口时钟使能  

30.         PWR->CR|=3<<14;        //高性能模式,时钟可到168Mhz  

31.         RCC->CFGR|=(0<<4)|(5<<10)|(4<<13);//HCLK 不分频;APB1 4分频;APB2 2分频.   

32.         RCC->CR&=~(1<<24); //关闭主PLL  

33.         RCC->PLLCFGR=pllm|(plln<<6)|(((pllp>>1)-1)<<16)|(pllq<<24)|(1<<22);//配置主PLL,PLL时钟源来自HSE  

34.         RCC->CR|=1<<24;            //打开主PLL  

35.         while((RCC->CR&(1<<25))==0);//等待PLL准备好   

36.         FLASH->ACR|=1<<8;      //指令预取使能.  

37.         FLASH->ACR|=1<<9;      //指令cache使能.  

38.         FLASH->ACR|=1<<10;     //数据cache使能.  

39.         FLASH->ACR|=5<<0;      //5个CPU等待周期.   

40.         RCC->CFGR&=~(3<<0);        //清零  

41.         RCC->CFGR|=2<<0;       //选择主PLL作为系统时钟     

42.         while((RCC->CFGR&(3<<2))!=(2<<2));//等待主PLL作为系统时钟成功.   

43.     }   

44.     return status;  

45. }    

在看上述函数时，我们需要结合以下一幅图：

从芯片手册中，我们还可以找到一句话：

而在Sys_Clock_Set()函数中，我们可以对照寄存器的设置，得知：

AHB不分频，APB1 4分频，APB2  2分频，且可得知：AHB的频率为168MHZ；

而定时器3又是挂在APB1总线上的，所以由于APB1预分频器为4，并不为1，所以，

定时器的时钟频率等于APB1的频率的2倍，而APB1的时钟频率等于AHB频率的1/4,

所以可知：定时器的时钟频率为84MHZ；而定时器时钟也就是RCC的TIM3CLK的时钟，

所以，内部时钟CK_INT的时钟频率为84MHZ;由此，我们设置预分频器和计数器才有意义；

注：在这里再唠叨一句的是：在这里将预分频器减一的原因是：查看TIMxPSC寄存器，其下方的

解释可以得知：计数器时钟频率CK_CNT等于CK_PSC的频率/(PSC[15:0] + 1),所以在这里就将

预分频器减一；而将自动装载的值减一的原因是：若我们设置自动装载的值为5000，那么计数器

从0开始计数，然后计数到5000，然后又从5000跳到0，当跳到0时，其中断才会触发，所以，

此时，计数器实际上是计了5001次，所以，我们需要将其减一；

4. TIM3->DIER |= 1;

其作用就是使能更新中断

5. TIM3->CR1 |= 1;

其作用就是使能计数器

6. SCB->AIRCR |= 0x5 << 8;

7. NVIC->IP[29] |= 0;

8. NVIC->ISER[0] |= 1 << 29;

第6,7,8条语句的解释，可参考STM32的外部中断那篇博客中对应部分的解释；

注意事项：

1.在上述中断函数中，若没有加if(TIM3->SR&0X0001)这条语句，
那么蜂鸣器始终不会响，若加了if(TIM3->SR&0X0001)这条语句，
那么蜂鸣器才会如程序中所示，正常工作；理论上，不加这条if语句，
蜂鸣器也会隔一段时间响一次的，但看到的 事实是蜂鸣器根本不会响；

至于其原因，暂时还没有找到合理的解释，现在这里载一笔；