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【STM32嵌入式系统设计与开发拓展】——12_Timer(定时器中断实验)

🕗 发布于 2024-07-25 11:33 stm32  单片机  嵌入式硬件  

目录

1、什么是定时器？

在这里插入图片描述

定时器就是计数器！！！
定时器就是计数器！！！
定时器就是计数器！！！

在 STM32 微控制器中，定时器是一种用于测量时间间隔、生成精确时间事件或执行周期性任务的硬件外设。定时器通常包含多个独立的计数器，每个计数器可以配置为不同的模式和功能，以满足各种应用需求。

定时器和计数器在许多方面是相似的，但它们有不同的用途和特点：
定时器（Timer）：

主要用途：用于测量时间间隔。可以用来生成精确定时事件，例如控制LED闪烁的频率或执行周期性任务。
工作原理：通常以固定频率递增或递减计数值。当达到预设值时，定时器会产生一个中断或信号，通知处理器或其他部件时间已经到达。
例子：在微控制器中，你可以使用定时器来每秒钟中断一次，执行特定任务。

计数器（Counter）：
主要用途：用于计数外部事件或信号的次数，例如检测一个输入引脚上信号的上升沿或下降沿的数量。
工作原理：每次检测到预定义的事件（如上升沿、下降沿或脉冲）时，计数器的值会递增或递减。计数器也可以产生中断，当达到预设值时，通知处理器进行处理。
例子：在微控制器中，你可以使用计数器来计算外部按钮被按下的次数。

定时器用于测量时间间隔，而计数器用于计数外部事件的次数

2、定时器的主要功能和用途？

1、计时：定时器可以用来测量时间间隔或延时。通过配置定时器的预分频器和自动重装载寄存器，可以实现精确的时间测量。

2、脉宽调制（PWM）：定时器可以生成 PWM 信号，用于控制电机、LED 亮度或其他需要调节占空比的应用。

3、事件计数：定时器可以用于计数外部事件的次数，比如按钮按下的次数或传感器的脉冲。

4、输入捕获：定时器可以捕获输入信号的边沿，用于测量信号的频率或周期。

6、输出比较：定时器可以生成定时事件，比如在特定时间输出一个信号或触发中断。

3、定时器类型？

在这里插入图片描述

4、定时器的编写过程

1、初始化定时器：设置预分频器和自动重装载寄存器，配置定时器的基本参数。
2、配置定时器模式：根据需要选择计时模式、PWM 模式、输入捕获模式或输出比较模式。
3、启用定时器中断（如需要）：配置并启用定时器的中断功能。
4、启动定时器：使能定时器，使其开始计数或生成 PWM 信号。

5、代码分析

定时器计算？

在这里插入图片描述

1M = 1000K
1K = 1000

1s = 1000ms
1ms = 1000us

SystemTinerInit(1000-1,3600-1); //系统时间初始化 定时100ms

公式：
Tout=((arr+1)*(psc+1))/Ft us，Ft=定时器工作频率,单位:Mhz

Tout 是定时器溢出时间。
arr 是自动重装寄存器的值（即1000-1）。
psc 是预分频器的值（即3600-1）。
𝐹𝑡 是定时器的工作频率，单位为兆赫兹（MHz）。

1000*3600/36M = 3 600 000/36 000 000 = 0.1s = 100ms

等待计时

开始
 |
 +--> 等待时间(gTimer)为0吗？
 |        |
 |        +-- 是 --> 返回1 (超时)
 |        |
 |        +-- 否
 |
 +--> 计算定时器剩余时间 (GTr = SystemTimer % gTimer)
 |
 +--> 定时器剩余时间为0且未检测到超时且当前定时器时间不等于上次记录的时间吗？
 |        |
 |        +-- 是 --> 设置Rti为1，更新Gti为gTimer，返回1 (超时)
 |        |
 |        +-- 否
 |
 +--> 定时器剩余时间不为0且上次检测到超时吗？
 |        |
 |        +-- 是 --> 设置Rti为0
 |        |
 |        +-- 否
 |
 +--> 记录时间为0吗？
 |        |
 |        +-- 是 --> 将GetTimer设置为当前系统时间 (SystemTimer)
 |        |
 |        +-- 否
 |
 +--> 系统时间减去开始时间等于等待时间吗？
 |        |
 |        +-- 是 --> 将GetTimer设置为0，返回1 (超时)
 |        |
 |        +-- 否 --> 返回0 (未超时)

uint8_t WaitTimerOut(uint32_t gTimer)
{
uint32_t GTr = 0;                         // 定义变量用于存储定时器剩余时间

if(gTimer==0) return 1;                   // 如果等待时间为0，则直接返回1，表示不等待

GTr = SystemTimer%gTimer;                // 计算定时器剩余时间

if((GTr==0)&&(!Rti)&&(Gti!=gTimer))       // 如果定时器剩余时间为0，且上次未检测到超时，并且当前定时器时间不等于上次记录的时间 
{ Rti=1; Gti = gTimer; return 1;}         // 设置标志表示检测到超时,更新时间返回1表示超时

else if((GTr!=0)&&(Rti))                  // 如果时间不为0，且上次检测到超时，则将标志置为0
Rti=0;

if(!GetTimer) GetTimer = SystemTimer;     // 如果记录时间为0，则将其设置为当前系统时间

if(SystemTimer-GetTimer==gTimer)          // 如果系统时间减去开始时间等于等待时间，则返回1表示超时
{ GetTimer = 0; return 1; }

return 0;
}


开始
 |
 +--> 中断状态为溢出中断吗？ (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) == SET)
 |        |
 |        +-- 否 --> 跳过处理
 |        |
 |        +-- 是
 |
 +--> 系统时间计数器加1 (SystemTimer++)
 |
 +--> 系统时间计数器达到60吗？ (SystemTimer == 60)
 |        |
 |        +-- 否 --> 继续处理
 |        |
 |        +-- 是
 |              |
 |              +--> 将系统时间计数器重置为0 (SystemTimer = 0)
 |              |
 |              +--> 将记录的定时器开始时间清零 (GetTimer = 0)
 |
 +--> 清除定时器更新中断标志位 (TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update))
 |
结束

void TIM3_IRQHandler(void)   
{
if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)==SET) //溢出中断
{
SystemTimer++;                             // 系统时间计数器加1
if(SystemTimer==60)                       // 如果系统时间计数器达到60，则重置为0，并且清零记录的定时器开始时间
{
   SystemTimer=0;
 GetTimer = 0;
}
}
  /* 清除定时器更新中断标志位 */
TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位
}

让我们重新计算一下。如果定时器的时钟频率是 36 MHz，预分频器（psc）为 3599，周期（arr）为 999，那么定时器中断的时间间隔如下：

计算过程

预分频器（psc）：
预分频器将时钟频率从 36 MHz 分频到
36MHz/3600=10kHz

周期（arr）：

计数器从 0 计数到 999，即 1000 个计数。
计数频率为 10 kHz，所以计数 1000 次所需的时间为
1000/10kHz=0.1秒即 100 毫秒。

因此，每次定时器中断的时间间隔是 100 毫秒。所以 SystemTimer 在每次中断服务程序 (TIM3_IRQHandler) 被调用时增加一次，也就是每 100 毫秒增加一次。
在这里插入图片描述


原文地址：https://blog.csdn.net/m0_51272104/article/details/140648521

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