注:本文实践用到的芯片是cortex-m3系列的STM32F103VET6,文中涉及内容覆盖整个STM32F1系列M3单片机。
本文适合学习STM32的初学者阅读。
STM32定时器包含基本定时器、通用定时器和高级定时器,其中TIM6和TIM7是STM32当中的基本定时器,作为初学者,先从最基本的学起最容易,下面我们用这个定时器实现毫秒延时函数来入门STM32定时器的应用。
学习单片机,就是学习使用它的寄存器。即便你用库函数,寄存器也是必须要学习的。
先略览一下寄存器,CR1和CR1是控制寄存器,SR是状态寄存器,ARR就是溢出值寄存器,CNT就是计数器的当前值,PSC是预分频寄存器。预分频寄存器?听的傻眼了吧,前面几个个寄存器听的还能理解,一听到预分频寄存器,好像不知道是干嘛用的。你可以给预分频寄存器里面写一个从0~65535的值,这个值+1,就是定时器运行的时钟。举个例子,比如单片机工作在主频72MHz,预分频寄存器写0,预分频系数就是0+1=1,定时器的时钟就是72MHz/1=72MHz;再举个例子,比如单片机还是工作在主频72MHz,预分频寄存器写71,预分频系数就是71+1=72,定时器的时钟就是72MHz/72=1MHz。知道定时器的时钟有什么用?相信很多初学者不清楚,定时器的时钟关乎定时器计数器CNT递增的时间间隔,根据频率和周期的公式f=1/T,定时器计数器递增的时间间隔就是1/定时器的时钟,例如当定时器时钟为1MHz时,定时器计数器递增的时间间隔就是1/1MHz=1微秒,这时,如果你把溢出值设置为1000,就是1000*1us=1ms溢出。
1.直接操作寄存器
下面,我们先用直接操作寄存器的方式,写一个毫秒延时函数:
  1. void delay_ms(uint16_t ms)
  2. {
  3. TIM6->PSC=35999;
  4. TIM6->ARR=ms*2;
  5. TIM6->CR1|=(1<<3);
  6. TIM6->CR1|=0x1;
  7. while((TIM6->SR&0X1)==0);
  8. TIM6->SR=0;
  9. }
第一条语句,设置预分频系数为35999+1=36000,所以定时器的时钟为72000000/36000=2000Hz,那么定时时间间隔就是1/2000=0.0005秒,即0.5毫秒。
第二条语句,设置溢出值为ms乘以2,假如要延时1秒,函数的参数ms就是1000,溢出值就是1000*2=2000,2000*0.5毫秒=1000毫秒,即1秒。这时候,有人会说,为什么不干脆把预分频值PSC设置为71999,即预分频系数为72000,定时器的时钟就是72000000/72000=1000Hz,定时时间就是1毫秒,那么直接把函数的参数ms给了溢出值寄存器ARR就可以了,就不必乘以2了。想法是可以,但是你得知道,定时器都是16位的,所以PSC的值最大到65535,到不了71999。这下你明白了吧?
第三条语句,CR1寄存器bit3写1,由寄存器定义得知,这是把定时器设置为一旦发生溢出,就停止定时器,因为我们做的是延时函数,延时到了以后,就没有必要让定时器再不断递增了,所以要这样设置。
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第四条语句,CR1寄存器bit0写1,打开定时器,定时器计数器开始从0递增。
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第五条语句,检测状态寄存器SR中的bit0UIF是否置1,置1的时候,定时值就达到溢出值了,说明定时时间到了。
第六条语句,清除状态寄存器SR中刚才溢出造成的UIF位。
2.使用库函数
下面,我们看看怎么使用库函数实现毫秒延时函数:
  1. void TIM6_Delay_ms(uint16_t ms)
  2. {
  3. /* 定义一个定时器基本定时初始化结构体变量 */
  4. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;

  5. /* 时钟预分频数为36000,在主频72M时,计数器每500us加1*/
  6. TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler= 35999;

  7. /* 自动重装载寄存器值 */
  8. TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=ms*2;

  9. /* 把上面的值配置到寄存器 */
  10. TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_TimeBaseInitStruct);

  11. /* 设置定时时间到了以后停止定时器计数 */
  12. TIM_SelectOnePulseMode(TIM6, TIM_OPMode_Single);

  13. /* 清除SR中的UIF标志 */
  14. TIM_ClearFlag(TIM6, TIM_IT_Update);

  15. /* 打开定时器6 */
  16. TIM_Cmd(TIM6, ENABLE);

  17. /* 检测定时时间是否到来 */
  18. while(TIM_GetFlagStatus(TIM6, TIM_IT_Update)==RESET);

  19. /* 软件清除更新标志 */
  20. TIM_ClearFlag(TIM6, TIM_IT_Update);
  21. }
你可以细细观察一下上面的库函数,实际上,和直接操作寄存器是一样的。比如说,我们看打开定时器的库函数TIM_Cmd(TIM6,ENABLE),我们打开这个函数,如下所示:
  1. void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)
  2. {
  3. /* Check the parameters */
  4. assert_param(IS_TIM_ALL_PERIPH(TIMx));
  5. assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));

  6. if (NewState != DISABLE)
  7. {
  8. /* Enable the TIM Counter */
  9. TIMx->CR1 |= TIM_CR1_CEN;
  10. }
  11. else
  12. {
  13. /* Disable the TIM Counter */
  14. TIMx->CR1 &= (uint16_t)(~((uint16_t)TIM_CR1_CEN));
  15. }
  16. }
把参数TIM6和ENABLE带进去,你会发现,实际上,就是我们直接操作寄存器的TIM6->CR1|=0X1。
其它的库函数,你可以自己打开研究一下。
另外,库函数和我们直接操作寄存器有个不同的地方,就是TIM_TimeBaseInit()这个函数中的最后一条语句,它给TIMx->EGR寄存器的bit0写了1,使得SR中的bit0UIF置1,所以在执行完TIM_TimeBaseInit()这个函数之后,我们后面用TIM_ClearFlag(TIM6, TIM_IT_Update);函数把UIF清0,要不然的话,你在后面会直接检测到UIF置1,但是,这个置1不是溢出产生的,而是刚才给EGR写1产生的,就达不到延时的效果了。
总结,在使用以上两个延时函数的时候,记得先允许TIM6外设,即给APB1ENR寄存器的bit4写1。或者直接用库函数RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6 , ENABLE)。从上面库函数和直接操作寄存器的延时函数,你可以看出,使用库函数,即使不用注释,也可以看出来你是在干嘛,而直接操作寄存器,就看不出来了。在实际使用中,没必要纠结库函数和直接操作寄存器的选择,我就喜欢一会用库函数,一会儿直接操作寄存器,你想咋地?不过,公司的老板肯定是希望使用库函数,因为如果你辞职了,接替你的人看到一堆操作寄存器的代码,让他情何以堪?

来源:
雨航电子