STM32---通用定时器(一)理论基础

写在前面:在STM32F103中有众多的定时器,其中包括两个基本定时器,基本定时器的内容已经在上节进行了介绍,基本定时器的功能、结构、使用都较为简单。而STM32F1中还含有4个通用定时器(TIM2\3\4\5),这些定时器相互独立,不共享资源。本节我们来学习通用定时器的基本使用。

一、通用定时器

基本定时器回顾:CSDN

1.1 定时器简介

        上图为通用定时器与基本、高级定时器的基本区别;其中主要的特性是:

1、含有16位递增、递减、中心对齐的计数器;

2、含有16位预分频器,分频系数为1-65536;

3、可用于触发DAC、ADC事件;

4、在更新事件、触发事件、输入捕获、输出比较中可以产生中断以及DMA请求;

5、含有4个独立通道,用于输入捕获、输出比较 、输出PWM波形以及单脉冲模式。

1.2 定时器结构框图

        如上图所示,为STM32F1中通用定时器的结构框架,其结构相对于基本定时器来说就很复杂,可能第一眼就很厌烦。但是我们将核心抓住,然后分模块化的进行学习,将一一进行消化。手带你我们看第三部分:也就是图中蓝色区域,我们细心看可以发现,其结构就是基本定时器的结构,这样就只剩下五部分学习了:先对五部分进行简单介绍,后面在细细进行学习;

1、时钟源

与基本定时器(只能来自内部时钟)不同的是:

 通用定时器时钟可以选择下面四类时钟源之一:
1)内部时钟(CK_INT)
2)外部时钟模式 1:外部输入引脚(TIx),x=1,2(即只能来自于通道 1 或者通道 2)
3)外部时钟模式 2:外部触发输入(ETR)
4)内部触发输入(ITRx):使用一个定时器作为另一定时器的预分频器

2、控制器

        控制器包括:从模式控制器、编码器接口和触发控制器(TRGO)。从模式控制器可以控制计数器复位、启动、递增/递减、计数。编码器接口针对编码器计数。触发控制器用来提供触发信号给别的外设,比如为其它定时器提供时钟或者为 DAC/ADC 的触发转换提供信号。

3、时基单元

        与基本定时相同,主要的作用就是进行计数,在来自第一部分的时钟信号下,计数器以(递增、递减、中心对齐) 的方式进行计数,然后同自动重装载寄存器进行比较,产生事件或中断。

4、输入捕获

        一般应用是要和第5部分一起完成测量功能。TIMx_CH1~ TIMx_CH4 表示定时器的 4 个通道,这 4 个通道都是可以独立工作的。IO 端通过复用功能与这些通道相连。配置好 IO 端口的复用功能后,将需要测量的信号输入到相应的IO 端口,输入捕获部分可以对输入的信号的上升沿,下降沿或者双边沿进行捕获,常见的测量有:测量输入信号的脉冲宽度、测量 PWM 输入信号的频率和占空比等。

5、输入捕获与输出比较共同部分

6、输出比较

        输出比较,一般应用是要和第⑤部分一起完成定时器输出功能。TIMx_CH1~ TIMx_CH4 表示定时器的 4 个通道,这 4 个通道都是可以独立工作的。IO 端口通过复用功能与这些通道相连。

二、时钟源介绍

2.1 内部时钟

        同基本定时器相同,TIM2-TIM6都是过载在APB1总线上,我们知道APB1总线的时钟频率是32MHz,但是这些定时器的时钟并不是由APB1直接提供的,而是经过了一个倍频器,APB1 总线时钟频率为 36MHz,APB1 预分频器的预分频系数为 2,所以这些定时器时钟源频率为 72MHz。一般情况下,我们都是用的内部时钟,所以内部时钟也是最重要的部分

2.2外部时钟模式1

        外部时钟模式 1 这类时钟源,顾名思义时钟信号来自芯片外部。时钟源进入定时器的流程
如下:外部时钟源信号→IO→TIMx_CH1(或者 TIMx_CH2),这里需要注意的是:外部时钟模
式 1 下,时钟源信号只能从 CH1 或者 CH2 输入到定时器,CH3 和 CH4 都是不可以的。从 IO
到 TIMx_CH1(或者 TIMx_CH2),就需要我们配置 IO 的复用功能,才能使 IO 和定时器通道相
连通。

        输入捕获滤波器: 由 ICF[3:0]位来设置滤波方式,也可以设置不使用滤波器,用于完善输入的信号。

        边沿检测器:由 CC2P 位来设置检测的边沿,可以上升沿或者下降沿检测; TI1F_ED未经过CC2P即为双边沿检测。

        触发选择:TS[4:0]位来选择 TRGI(触发输入信号)的来源, TI1F_ED、TI1FP1 和 TI2FP2 三个触发输入信号(TRGI)。前两个来自通道1,第三个来自通道2.

        从模式选择:由 ECE 位和 SMS[2:0]位来选择定时器的时钟源。这里我们选择的是外部时钟模式1。

2.2 外部时钟模式2

    外部时钟模式 2,顾名思义时钟信号来自芯片外部。时钟源进入定时器的流程如下:外部
时钟源信号→IO→TIMx_ETR。从 IO 到 TIMx_ETR,就需要我们配置 IO 的复用功能,才能使
IO 和定时器相连通。 

        外部触发极性:  ETP 位来设置上升沿有效还是下降沿有效,选择下降沿有效的话,信号会经过反相器。

        外部触发预分频器:ETPS[1:0]位来设置预分频系数,系数范围:1、2、4、8。例如:分频系数为2,则由io口来两个边沿信号,才能触发一次,一般情况下都是选择为1.

        滤波器:ETF[3:0]位来设置滤波方式,也可以设置不使用滤波器。作用同上面的一样。

        从模式选择器:由 ECE 位和 SMS[2:0]位来选择定时器的时钟源。这里我们介绍的是外部时钟模式 2,直接将ECE设置为1即可。

2.3内部触发输入

        内部触发输入是使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器,即实现定时器的级联。下
面以 TIM1 作为 TIM2 的预分频器。

三、时基单元 

         与基本定时器结构一样,时基单元包括:计数器寄存器(TIMx_CNT)、预分频器寄存器(TIMx_PSC)、自动重载寄存器(TIMx_ARR)

        不同点是:通用定时器的计数模式有三种:递增计数模式、递减计数模式和中心对齐模式;
TIM2 和 TIM5 的计数器是 32 位的。

递增计数:每来一个 脉冲,计数器的值就会递增加 1。当计数器值与自动重装载寄存器的设定值相等时,计数器的值就会被自动清零并且会生成更新事件,然后下一个 脉冲到来,计数器的值的值就会递增加 1,如此循环。

递增计数:来了一个计数脉冲,计数器就减 1,直到计数器寄存器的值减到 0,减到 0 时定时器溢出,由于是递减计数,故而称为定时器下溢,定时器溢出就会伴随着更新事件的发生。

中心对齐模式:计数器先从 0 开始递增计数,直到计数器的值等于自动重载寄存器影子寄存器的值减 1 时,定时器上溢,同时生成更新事件,然后从自动重载寄存器影子寄存器的值开始递减计算,直到计数值等于 1 时,定时器下溢,同时生成更新事件,然后又从 0 开始递增计数,依此循环。

四、输入捕获

        输入捕获是要同第5部分一起完成输入捕获实验,其中输入捕获含有CH1-CH4四个定时器入口,这四个入口是可以独立工作的,IO端通过复用工作模式与入口相连,将需要检测的信号输入对应的IO端口,输入捕获部分可以对信号的上升沿、下降沿以及双边沿进行捕获。

        捕获的原理在于:信号的输入———上升、下降、双边沿检测极性——计数器的值锁存到相应的捕获/比较寄存器,最后通过捕获比较寄存器的差值计算信号高低电平的时间。

滤波器: 由 ICF[3:0]位来设置滤波方式,也可以设置不使用滤波器;

边沿检测器:由 CC1P 位来设置检测的边沿,可以上升沿或者下降沿检测。

输入捕获映射选择器:由 CC1S[1:0]位来选择把 IC1 映射到 TI1、TI2 还是 TRC。

 输入捕获 1 预分频器:由 ICPS[1:0]位来设置预分频系数,范围:1、2、4、8。

        上图为第5部分输入捕获和输出比较公用部分,我们目前只看输入捕获相关的即白色部分:由下到上,分别是计数器——捕获/比较影子寄存器——捕获/比较预装载寄存器。其中当第4部分的捕获输入满足条件后,计数器的值进入影子寄存器,再满足某些条件,影子寄存器的值进入捕获/比较预装载寄存器,最后我们读取存储在预装载寄存器中的值进行处理。

五、输出比较

        输出比较一般是同第5部分相结合使用的,也是通过CH41-CH4进行输出工作的,那我们就有个矛盾,第4部分的输入捕获与第6部分的输出比较用的是相同的通道,连接的是相同的IO口,那么能一起工作吗?显然是不行的。就是说要么执行输入捕获的功能,要么执行输出比较的功能,而且共用第5部分,也就是说第5部分一时间只能被共用一个。

        输出:顾名思义是由通道向外部输出电平信号;

        比较:顾名思义是经过比较后产生信号。

        上图为输出比较同第5部分相结合的放大图,这次我们由上往下看,首先是捕获/比较预装载寄存器,我们直接设定里面的值,然后在某种情况下,将预装载寄存器的值转至影子寄存器,影子寄存器的值同计数器进行比较,他们的比较结果将输出至第六部分进行处理。 

        通过比较后,进入输出模式控制器: oc1ref 是输出参考信号,高电平有效,为高电平时称之为有效电平,为低电平时称之为无效电平。它的高低电平受到三个方面的影响:OC1M[3:0]位配置的输出比较模式、第⑤部分比较器的比较结果、还有就是 OC1CE 位配置的 ETRF 信号。ETRF 信号可以将 Oc1ref 电平强制清零,该信号来自 IO 外部。

        CC1P 位用于选择通道输出极性。
        CC1E 位置 1 使能通道输出。
        OC1 信号就会从 TIMx_CH1 输出到 IO 端口,再到 IO 外部。

        以上便是本节的内容,理论性较强,也是学会使用通用定时器的基本,大家可以多看几遍,熟悉其中的原理,在用的时候知道工作的流程即可。下节我们将针对相关的理论进行实验验证。

        创作不易,还希望大家多多点赞支持!!!

    

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/734319.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

探讨系统测试的最佳实践与思维模式!

这是测试活动过程详解系列的最后一篇文章。之前的想法,是对测试过程各重要环节进行拆解,然后介绍这个环节重点要做的事情,为什么要做这些事,以及注意事项。 前面几篇文章分别介绍了单元测试、集成测试、回归测试阶段要解决的问题…

WebStorm 开启 eslint 自动格式化配置

之后在 ctrl s保存之后,webstorm 都会根据eslint 的规则自动格式化。

长见识了Python闭包函数

1.闭包 如果一个函数内部定义了另外一个函数,那么外边的函数叫做外函数,内部的函数叫做内函数 如果在一个外部函数当中定义了一个内部函数,并且外部函数的返回值是内部函数,这就构成了一个闭包,内部函数被称为闭包函数…

子类的继承性

继承性 类有两种重要的成员: 成员变量和方法 子类的成员 ① 自己声明定义 ②从父类继承 ① 成员变量的继 把继承来的变量作为 自己的一个成员变量 (如同在子类中直接声明一样); 可被子类中自定义的任何实例方法操作 。 ② 方法…

实验一:华为VRP系统的基本操作

1.1实验介绍 1.1.1关于本实验 本实验通过配置华为设备,了解并熟悉华为VRP系统的基本操作 1.1.2实验目的 理解命令行视图的含义以及进入离开命令行视图的方法 掌握一些常见的命令 掌握命令行在线帮助的方法 掌握如何撤销命令 掌握如何使用命令快捷键 1.1.3实验组网 …

基于javaweb+springboot开发的城市地名地址信息管理系统设计和实现

基于javaweb(springboot)城市地名地址信息管理系统设计和实现 博主介绍:多年java开发经验,专注Java开发、定制、远程、文档编写指导等,csdn特邀作者、专注于Java技术领域 作者主页 央顺技术团队 Java毕设项目精品实战案例《1000套》 欢迎点赞 收藏 ⭐留言…

基于GAN对抗网进行图像修复

一、简介 使用PyTorch实现的生成对抗网络(GAN)模型,包括编码器(Encoder)、解码器(Decoder)、生成器(ResnetGenerator)和判别器(Discriminator)。…

基于深度学习的苹果叶片病害检测系统(含UI界面、yolov8、Python代码、数据集)

项目介绍 项目中所用到的算法模型和数据集等信息如下: 算法模型:     yolov8 yolov8主要包含以下几种创新:         1. 可以任意更换主干结构,支持几百种网络主干。 数据集:     网上下载的数据集&#x…

基于极大似然算法的系统参数辨识matlab仿真

目录 1.程序功能描述 2.测试软件版本以及运行结果展示 3.核心程序 4.本算法原理 5.完整程序 1.程序功能描述 基于极大似然算法的系统参数辨识。对系统的参数a1,b1,a2,b2分别进行估计,计算估计误差以及估计收敛曲线&#xff0…

使用yarn创建vite+vue3electron多端运行

文章目录 第一步 使用yarn创建vite+vue3项目遇到创建报错看第二步 引入electron第三步 创建main.js在electron下面的main.js写入下面代码第四步 安装同时运行多条命令npm包&&修改package.json文件npm包增加一条electron运行脚本命令效果图第一步 使用yarn创建vite+vue3…

【数据可视化】动手用matplotlib绘制关联规则网络图

下载文中数据、代码、绘图结果 文章目录 关于数据绘图函数完整可运行的代码运行结果 关于数据 如果想知道本文的关联规则数据是怎么来的,请阅读这篇文章 绘图函数 Python中似乎没有很方便的绘制网络图的函数。 下面是本人自行实现的绘图函数,如果想…

(每日持续更新)信息系统项目管理(第四版)(高级项目管理)考试重点整理 第13章 项目资源管理(七)

项目建议与立项申请、初步可行性研究、详细可行性研究、评估与决策是项目投资前使其的四个阶段。在实际工作中,初步可行性研究和详细可行性研究可以依据项目的规模和繁简程度合二为一,但详细可行性研究是不可缺少的。升级改造项目制作初步和详细研究&…

windows11配置电脑IP

windows11配置电脑IP 选择"开始>设置>“网络&Internet >以太网”。在 "属性"下,编辑IP地址,子网掩码,网关以及DNS。

数据库系统原理实验报告1 | E-R图设计

整理自博主2021级专业课《数据库系统原理》自己完成的实验报告。 目录 一、实验目的 二、实验内容 1、某个学校有若干个系 2、某工厂生产若干产品 3、某学校的田径运动会中设置了各类比赛 4、自己调查一个需要提供开发数据库应用系统的单位 三、实验结果总结 四、实验结…

Java中常用的集合及方法(2)

在Java(JDK8)中,集合(Collection)是数据结构的实现,用于存储和操作对象集合。 集合(Collection)中包含的一般类或接口: 在这其中呢,我们经常使用的其实就是L…

API 设计的原则

我在 Thoughtworks 上曾经读到过一篇文章《API 设计的几条原则》我觉得写得非常不错,链接我放底下,推荐阅读。 在我多年的工作历程中,我深刻意识到 API 的设计至关重要,但是我发现,在一般的组织中,API 的设…

K8S - 在任意node里执行kubectl 命令

当我们初步安装玩k8s (master 带 2 nodes) 时 正常来讲kubectl 只能在master node 里运行 当我们尝试在某个 node 节点来执行时, 通常会遇到下面错误 看起来像是访问某个服务器的8080 端口失败了。 原因 原因很简单 , 因为k8s的各个组建&…

外包干了6天后悔了,技术明显进步。。。。。

先说一下自己的情况,本科生,19年通过校招进入广州某软件公司,干了接近3年的功能测试,今年年初,感觉自己不能够在这样下去了,长时间呆在一个舒适的环境会让一个人堕落!而我已经在一个企业干了四年的功能测试…

chrome高内存占用问题

chrome号称内存杀手不是盖的,不设设置的话,经常被它内存耗尽死机是常事。以下自用方法 1 自带的memory saver chrome://settings/performance PerformanceMemory Saver When on, Chromium frees up memory from inactive tabs. This gives active tab…

基于Springboot的在线租房和招聘平台(有报告)。Javaee项目,springboot项目。

演示视频: 基于Springboot的在线租房和招聘平台(有报告)。Javaee项目,springboot项目。 项目介绍: 采用M(model)V(view)C(controller)三层体系结…