STM32单片机定时器宝典:各种定时器类型及应用场景详解

发布时间: 2024-07-06 00:50:08 阅读量: 147 订阅数: 41
![STM32单片机定时器宝典:各种定时器类型及应用场景详解](https://img-blog.csdnimg.cn/500588b347094d53b75a964b5e483ad9.png) # 1. STM32单片机定时器的概述 STM32单片机定时器是片上外设,可用于生成精确的时间信号、测量时间间隔和频率,以及产生各种波形。定时器广泛应用于嵌入式系统中,例如电机控制、PWM输出、脉冲计数和捕获/比较等。 STM32单片机有多种类型的定时器,包括通用定时器(TIMx)、高级定时器(TIMx_ADVANCED)和基本定时器(TIMx_BASIC)。这些定时器具有不同的功能和特性,可满足不同的应用需求。 # 2. STM32单片机定时器类型详解 ### 2.1 通用定时器(TIMx) #### 2.1.1 TIMx的寄存器结构 TIMx通用定时器共有16个寄存器,其中包括控制寄存器、计数器寄存器、预分频寄存器和比较寄存器等。 | 寄存器 | 描述 | |---|---| | CR1 | 控制寄存器1,用于设置时钟源、计数方向、预分频等 | | CR2 | 控制寄存器2,用于设置预装载值、更新事件等 | | SMCR | 状态机控制寄存器,用于设置定时器模式、触发源等 | | DIER | 中断和事件使能寄存器,用于使能定时器中断和事件 | | SR | 状态寄存器,用于读取定时器状态,如更新标志、溢出标志等 | | EGR | 事件生成寄存器,用于触发定时器事件,如更新事件、溢出事件等 | | CCMR1 | 捕获/比较模式寄存器1,用于设置捕获/比较模式、输入极性等 | | CCMR2 | 捕获/比较模式寄存器2,用于设置捕获/比较模式、输入极性等 | | CCER | 捕获/比较使能寄存器,用于使能捕获/比较功能 | | CNT | 计数器寄存器,用于存储当前计数值 | | PSC | 预分频寄存器,用于设置时钟预分频系数 | | ARR | 自动重装载寄存器,用于设置定时器自动重装载值 | | CCRx | 捕获/比较寄存器,用于存储捕获/比较值 | #### 2.1.2 TIMx的配置和使用 TIMx通用定时器的配置和使用步骤如下: 1. **时钟配置:**设置TIMx的时钟源和预分频系数。 2. **计数模式配置:**设置TIMx的计数模式,如向上计数、向下计数或中心对齐模式。 3. **自动重装载值配置:**设置TIMx的自动重装载值,即计数器达到此值后自动重装载。 4. **比较值配置:**设置TIMx的比较值,即计数器达到此值后触发比较事件。 5. **中断配置:**使能TIMx的中断,如更新中断、溢出中断或比较中断。 ### 2.2 高级定时器(TIMx_ADVANCED) #### 2.2.1 TIMx_ADVANCED的寄存器结构 TIMx_ADVANCED高级定时器在TIMx通用定时器的基础上增加了更多的功能,其寄存器结构也更加复杂。 | 寄存器 | 描述 | |---|---| | BDTR | 故障检测寄存器,用于设置故障检测功能 | | DCR | 死区控制寄存器,用于设置死区时间 | | DMAR | DMA控制寄存器,用于设置DMA传输 | | OR | 输出比较寄存器,用于设置输出比较值 | | RCR | 重装载寄存器,用于设置重装载值 | | TRG | 触发控制寄存器,用于设置触发源 | #### 2.2.2 TIMx_ADVANCED的配置和使用 TIMx_ADVANCED高级定时器的配置和使用步骤与TIMx通用定时器类似,但增加了故障检测、死区控制、DMA传输等功能的配置。 ### 2.3 基本定时器(TIMx_BASIC) #### 2.3.1 TIMx_BASIC的寄存器结构 TIMx_BASIC基本定时器是STM32单片机中功能最简单的定时器,其寄存器结构与TIMx通用定时器类似,但缺少了一些高级功能。 | 寄存器 | 描述 | |---|---| | CR | 控制寄存器,用于设置时钟源、计数方向、预分频等 | | CNT | 计数器寄存器,用于存储当前计数值 | | PSC | 预分频寄存器,用于设置时钟预分频系数 | | ARR | 自动重装载寄存器,用于设置定时器自动重装载值 | | SR | 状态寄存器,用于读取定时器状态,如更新标志、溢出标志等 | #### 2.3.2 TIMx_BASIC的配置和使用 TIMx_BASIC基本定时器的配置和使用步骤与TIMx通用定时器类似,但由于其功能较少,配置也更加简单。 # 3.1 PWM输出 **3.1.1 PWM输出的原理** 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的技术。PWM输出由一系列脉冲组成,每个脉冲具有固定的周期和可变的宽度。脉冲宽度与输出功率成正比,脉冲宽度越大,输出功率越大。 **3.1.2 STM32单片机定时器实现PWM输出** STM32单片机定时器可以通过配置其比较寄存器和输出比较模式来实现PWM输出。比较寄存器用于定义脉冲的周期,而输出比较模式用于定义脉冲的宽度。 以下代码段演示了如何使用STM32单片机定时器实现PWM输出: ```c // 初始化定时器 RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM3EN; // 使能定时器3时钟 TIM3->CR1 |= TIM_CR1_CEN; // 使能定时器3 // 设置比较寄存器 TIM3->ARR = 1000; // 设置自动重装载寄存器,定义脉冲周期为1000个时钟周期 // 设置输出比较模式 TIM3->CCMR1 |= TIM_CCMR1_OC1M_2 | TIM_CCMR1_OC1M_1; // 设置比较输出模式为PWM模式1 TIM3->CCER |= TIM_CCER_CC1E; // 使能比较输出1 // 设置比较值 TIM3->CCR1 = 500; // 设置比较值,定义脉冲宽度为500个时钟周期 ``` **代码逻辑分析:** * `RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM3EN;`:使能定时器3时钟。 * `TI
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广州大学计算机硕士,硬件开发资深技术专家,拥有超过10多年的工作经验。曾就职于全球知名的大型科技公司,担任硬件工程师一职。任职期间负责产品的整体架构设计、电路设计、原型制作和测试验证工作。对硬件开发领域有着深入的理解和独到的见解。
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