STM32单片机定时器应用:从基础到高级,全面掌握

发布时间: 2024-07-04 07:25:24 阅读量: 85 订阅数: 66
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STM32高级定时器1控制伺服直流电机

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![stm32是几位单片机](https://wiki.st.com/stm32mcu/nsfr_img_auth.php/7/77/Security_STiROT_-_Image_generation.png) # 1. STM32定时器概述** STM32单片机内置了多个定时器,它们是功能强大的外设,可用于生成精确的时间间隔、PWM输出、输入捕获和输出比较。本章将介绍STM32定时器的基本概念,包括其工作原理、寄存器结构和可用的不同模式。 # 2. 定时器基本配置与使用** **2.1 定时器的工作原理** STM32单片机的定时器是一个外设,用于产生精确的时间间隔或脉冲。它由一个计数器和一个控制寄存器组成。计数器递增计数,直到达到预定的值,然后触发一个中断。控制寄存器用于配置定时器的模式、时钟源和中断。 **2.2 定时器寄存器介绍** STM32定时器有几个重要的寄存器: - **CNT:**计数器寄存器,存储当前计数。 - **ARR:**自动重装载寄存器,用于设置计数器达到时重新加载的值。 - **PSC:**预分频器寄存器,用于分频时钟源。 - **CR1:**控制寄存器 1,用于配置定时器的模式、时钟源和中断。 - **SR:**状态寄存器,用于指示定时器的状态。 **2.3 定时器模式选择** STM32定时器支持多种模式,包括: - **向上计数模式:**计数器从 0 递增到 ARR 的值。 - **向下计数模式:**计数器从 ARR 的值递减到 0。 - **中心对齐模式:**计数器从 ARR/2 递增到 ARR,然后从 ARR 递减到 0。 - **PWM 模式:**定时器用于生成 PWM 信号。 **2.4 定时器中断配置** 定时器中断可以通过设置 CR1 寄存器的 UIE 位来启用。当计数器达到 ARR 的值时,会触发中断。中断服务程序可以用来执行所需的处理。 **代码示例:** ```c #include "stm32f10x.h" void TIM2_IRQHandler(void) { // 定时器中断服务程序 if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) { // 计数器达到 ARR 的值 TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); // 执行所需的处理 } } void main(void) { // 配置定时器 2 TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct; TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 1000; TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 8400; TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStruct); // 启用定时器中断 TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); // 启动定时器 TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); while (1) { // 主循环 } } ``` **逻辑分析:** 此代码配置定时器 2 以每秒产生 1000 个中断。TIM_TimeBaseInitStruct 结构体用于配置定时器的模式、时钟源和中断。TIM_ITConfig 函数用于启用定时器中断。TIM_Cmd 函数用于启动定时器。 # 3.1 PWM输出 **3.1.1 PWM基本原理** 脉冲宽度调制(PWM)是一种通过改变脉冲宽度来控制输出功率或频率的技术。在PWM中,脉冲的占空比(高电平时间与周期时间的比值)决定了输出的平均值。 PWM信号的周期由定时器的时钟频率和预分频器决定。占空比由比较寄存器决定,该寄存器与定时器计数器进行比较。当计数器值小于比较寄存器值时,输出为高电平;当计数器值大于比较寄存器值时,输出为低电平。 **3.1.2 STM32定时器PWM配置** STM32定时器支持PWM输出,可以通过以下步骤配置: 1. **选择PWM模式:**在TIMx_CR1寄存器中设置CEN位和PWM模式位(如TIM_CR1_PWM_MODE_1)。 2. **设置时钟源和预分频器:**在TIMx_PSC寄存器中设置时钟源和预分频器。 3. **设置自动重装载寄存器(ARR):**在TIMx_ARR寄存器中设置PWM周期的值。 4. **设置比较寄存器(CCR):**在TIMx_CCRx寄存器中设置占空比的值。 5. **使能PWM输出:**在TIMx_CCER寄存器中设置CCxE位。 **代码示例:** ```c // 配置TIM2为PWM模式,时钟源为APB1,预分频器为10 RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM2EN; TIM2->PSC = 10 - 1; // 设置PWM周期为1000us TIM2->ARR = 1000; // 设置占空比为50% TIM2->CCR1 = 500; // 使能PWM输出 TIM2->CCER |= TIM_CCER_CC1E; // 启动定时器 TIM2->CR1 |= TIM_CR1_CEN; ``` **逻辑分析:** * RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM2EN:使能TIM2定时器时钟。 * TIM2->PSC = 10 - 1:设置预分频器为10。 * TIM2->ARR = 1000:设置PWM周期为1000us。 * TIM2->CCR1 = 500:设置占空比为50%。 * TIM2->CCER |= TIM_CCER_CC1E:使能PWM输出。 * TIM2->CR1 |= TIM_CR1_CEN:启动定时器。 # 4. 定时器在实际项目中的应用 ### 4.1 LED闪烁 #### 原理介绍 LED闪烁是定时器最基本的应用之一。通过定时器周期性地控制LED的开关,可以实现LED的闪烁效果。 #### 操作步骤 1. 配置定时器为周期中断模式。 2. 在定时器中断服务程序中,控制LED的开关。 #### 代码示例 ```c // 定时器初始化 void TIM_Init(void) { // 使能定时器时钟 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); // 定时器配置 TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = ```
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