STM32-定时器的基本定时/计数功能实现配置教程（寄存器版）

本章概述思维导图：

STM32-定时器

STM32定时器是一种功能强大的外设模块，通过时基单元（包含预分频器、计数器和自动重载寄存器）实现精准定时和计数功能，广泛应用于PWM控制、信号测量、定时任务调度等场景。

STM32F103系列提供8个定时器：

2个基本定时器：TIM6、TIM7；

4个通用定时器：TIM2、TIM3、TIM4、TIM5；

2个高级定时器：TIM1、TIM8；

STM32定时器工作原理：（1）时钟源、（2）时基单元、（3）计数模式；

（1）时钟源：

内部时钟（CK_INT）：由APB总线时钟经倍频后得到，是定时器的主要时钟源。

外部时钟：通过外部输入脚（TIx）或外部触发输入（ETR）提供时钟信号。

内部触发输入（ITRx）：使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器。

（2）时基单元：

计数器寄存器（TIMx_CNT）：核心计数单元，存储当前的计数值。

预分频器（TIMx_PSC）：对输入时钟进行分频，分频系数为1~65536。

自动重装载寄存器（TIMx_ARR）：决定计数周期，当计数器达到该值时产生更新事件。

（3）计数模式：

向上计数模式：从0计数到ARR值，然后重新从0开始计数。

向下计数模式：从ARR值向下计数到0，然后重新从ARR开始计数。

中央对齐模式：先向上计数到ARR值，再向下计数到0，常用于PWM输出中实现更精确的脉冲宽度控制。

基本定时器介绍

基本定时器TIM6和TIM7个包含一个16位自动装载计数器，由各自的可编程预分频器驱动。

它们可以作为通用定时器提供时间基准，特别地可以为数模转换器（DAC）提供时钟。实际上它们在芯片内部直接连接到DAC并通过触发输出直接驱动DAC。

这两个定时器是相互独立得，不共享任何资源

TIM6和TIM7基本定时器的主要功能：

1. 16位自动重装载累加计数器

2. 16位可编程（可实时修改）预分频器，用于对输入的时钟系数为1~65536之间的任意数值分频

3. 触发DAC的同步电路

4. 在更新事件（计数器溢出）时产生中断/DMA请求

通用定时器介绍

TIM2、TIM3、TIM4、TIM5通用定时器是一个通过可编程预分频器驱动的16位自动装载计数器构成。

它适用于多种场合，包括测量输入信号的脉冲长度（输入捕获）或者产生输出波形（输出比较PWM）。

使用定时器预分频器和RCC时钟控制器预分频器，脉冲长度和波形周期可以在几个微秒到几个毫秒见调整。

每个定时器都是完全独立的，没有互相共享任何资源。它们可以一起同步操作。

TIM2、TIM3、TIM4、TIM5通用定时器的功能包括（拥有基本定时器所有功能）：

1.16位向上、向下、向上/向下自动装载计数器。

2. 16位可编程（可实时修改）预分频器，计数器时钟频率的分频系数为1~65536之间的任意数值.

3. 4个独立通道：（1）输入捕获；（2）输出比较；（3）PWM生成；（4）单脉冲模式输出

4.多种时钟源。

5.支持针对定位的增量（正交）编码器和霍尔传感器电路。

高级定时器介绍

高级控制定时器（TIM1和TIM8）由一个16位的自动装载计数器组成，它由一个可编程的预分频器驱动。

它适合多种用途，包含测量输入信号的脉冲宽度（输入捕获），或者产生输出波形（输出比较、PWM、嵌入死区时间的互补PWM等）。

使用定时器预分频器和RCC时钟控制预分频器，可以实现脉冲宽度和波形周期从几个微秒到几个毫秒的调节。

高级控制定时器（TIM1和TIM8）和通用定时器（TIMX）是完全独立的，它们不共享任何资源。它们可以同步操作。

TIM1和TIM8高级定时器的功能包括（拥有通用定时器所有功能）：

1.死区时间可编程的互补输出

2. 断路输入信号（刹车输入信号）

3.重复计数器

总结：

STM32的定时器分为基本定时器（TIM6和TIM7）、通用定时器（TIM2、TIM3、TIM4、TIM5）、高级定时器（TIM1和TIM8），功能逐级递增；

基本定时器：仅提供基础定时中断功能，适用于简单的定时任务。

通用定时器：支持输入捕获、输出比较及编码器接口，适用于测量输入信号的脉冲长度或产生输出波形。

高级定时器：支持PWM生成、死区控制、刹车保护等复杂功能，适用于电机控制等场景。

实现定时器计数功能配置

配置计数器功能要用到的相关寄存器

计数器：TIM_CNT

分频器：TIM_PSC（要查看时钟树，知道默认时钟工作频率是多少。查看当前配置定时器需要多少时钟工作频率进行设置）

重装载值寄存器：TIM_ARR

控制寄存器：TIM_CR1 ；TIM_CR2;

状态寄存器：TIM_SR

中断寄存器：TIM_DIER

配置定时器2实现计数功能配置步骤：

1.开时钟

2.开启复位时钟然后关闭

3.配置计数器寄存器清0操作

4.配置预分频寄存器->计数器的时钟频率CK_CNT等于fck_psc/(PSC[ 1 5 : 0 ] +1 );最大填写不能超过65535；内部减一（psc-1）可以填写65536

5.配置自动重装载寄存器

6.配置CR1控制寄存器ARPE：自动重装载预装载允许位

7.配置CR1控制寄存器CEN：使能计数器

8.配置中断使能寄存器(TIMx_DIER)UIE：允许更新中断

9.调用中断优先级函数

代码示例：

#include "TIM.h"
#include "SYS.h"
/*配置通用定时器2实现计数功能形参：PSC->预分频系数arr->重装载值（计数周期）
*/
void TIM2_Init(u16 psc,u16 arr)
{
//	1.开时钟RCC->APB1ENR|=1<<0;//开启TIM2时钟
//	2.开启复位时钟然后关闭RCC->APB1RSTR|=1<<0;//开启TIM2复位RCC->APB1RSTR&=~(1<<0);//关闭复位
//	3.配置计数器寄存器清0操作TIM2->CNT=0;
//	4.配置预分频寄存器->计数器的时钟频率CK_CNT等于fck_psc/(PSC[ 1 5 : 0 ] +1 );最大填写不能超过65535；内部减一（psc-1）可以填写65536TIM2->PSC=(psc-1);
//	5.配置自动重装载寄存器TIM2->ARR=arr;
//	6.配置CR1控制寄存器ARPE：自动重装载预装载允许位TIM2->CR1|=1<<7;
//	7.配置CR1控制寄存器CEN：使能计数器TIM2->CR1|=1<<0;
//	8.配置中断使能寄存器(TIMx_DIER)UIE：允许更新中断TIM2->DIER|=1<<0;
//	9.调用中断优先级函数STM32_SetNVICPriority(TIM2_IRQn,1,1);
}

判断定时器定时时间操作

判断定时器状态寄存器中UIF位更新中断标记（当产生更新事件时该位由硬件置’1’。它由软件清’0’。）：注意这是在主函数中判断，要注释实现定时器计数功能配置里步骤8和步骤9。

代码示例：

#include "LED.h"
#include "USART1.h"
#include "stdio.h"
#include "TIM.h"
int main()
{LED_Init();//LED灯初始化函数USART1_Init(115200);//USART1串口1初始化函数TIM2_Init(7200,50000);//定时器2设置定时时间为5000毫秒=5秒u8 flag=0;while(1){if(TIM2->SR&1<<0){printf("定时器2计数时间到，循环定时时间为5秒\n");LED1(!flag);TIM2->SR&=~(1<<0);}}
}

代码运行结果：

配置定时器2中断服务函数

配置步骤：

1.在stm32f10x_md.s文件夹中找定时器2中断服务函数

2.在中断服务函数中判断定时器状态寄存器中UIF位更新中断标记

代码示例：

/*定时器2中断服务函数
*/
void  TIM2_IRQHandler(void)
{if(TIM2->SR&1<<0){printf("定时器2计数时间到，循环定时时间为5秒\n");TIM2->SR&=~(1<<0);}
}

主函数代码示例：

#include "LED.h"
#include "USART1.h"
#include "stdio.h"
#include "TIM.h"
int main()
{LED_Init();//LED灯初始化函数USART1_Init(115200);//USART1串口1初始化函数TIM2_Init(7200,50000);//定时器2设置定时时间为5000毫秒=5秒while(1){}
}

代码运行结果：