stm32定时器与pwm波

文章目录

4 TIM
- 4.1 SysTick系统定时器
- 4.2 TIM定时器中断与微秒级延时
- 4.3 TIM使用PWM波
- - 4.3.1 PWM介绍
  - 4.3.2 无源蜂鸣器实现
- 4.4 TIM ,PWM常用函数

4 TIM

4.1 SysTick系统定时器

Systick系统滴答，（同时他有属于自己的中断，可以利用它来做看门狗）：一般是一个24位的向下递减的计数器，一个时钟周期减1，减少到0时，触发中断。大小是从0~2的24次方-1。它的作用是用来做分时调动，维持os系统心跳，确定时间等，甚至有自己的中断SysTick_Hander，因为它的上限是24位的，所以对应的时钟的频率最高是16Mhz，主频如果超过它了，那就无法实现秒级延迟了，但是可以实现毫秒级延迟。Systick的赋值我们一般取HCLK时钟。所有时钟的来源最终都来源于内部RC震荡电路或者外部晶振。SysTick也不例外。

TIM计时器模型：

在这里插入图片描述

是RCC给该计时器的时钟源，通过时钟树配置。
PSC预分频器，会将时钟源频率分成n+1份（因为是从0开始的），所以假如需要分成80份，那么要写80-1。
CK_CNT:这个寄存器中存放着当前计数的值。
ARR:即自动重装载计数器。

**TIM寄存器：**一般有四种寄存器

控制状态寄存器（CTRL）：

位段	名称	可读写类型	描述
16	COUNTFLAG	R	主要是用来防止多读和误读。如果在上次读取本寄存器后，SysTick已经数到了0，则该位置设置为1，如果读取该位，该位将自动清零。
2	CLKSOURCE	R/W	时钟源的选择寄存器： 0=外部时钟源（STCLK） 1=内部时钟源 (FCLK)
1	TICKINT	R/W	即是否产生异常请求： 1=倒数到0时产生SysTick异常请求 0=数到0时无动作。
0	ENABLE	R/W	使能位，即SysTick定时器是否使能。

装载和重装载寄存器

位段名称可读写类型复位值描述
23:0 RELOAD R/W 0 当倒数至0时，将被重装载的值
影子寄存器 LOAD R/W - RELOAD被重装载的值就在这里存储

位段	名称	可读写类型	复位值	描述
23:0	RELOAD	R/W	0	当倒数至0时，将被重装载的值
影子寄存器	LOAD	R/W	-	RELOAD被重装载的值就在这里存储

当前数字寄存器(VAL):

位段	名称	可读写类型	复位值	描述
23:0	CURRENT	R/Wc	0	读取时返回当前倒计时的值，读取没有问题，但当写它则使之清零，同时还会清除在Systick控制及状态寄存器中的COUNTFLAG标志

校准数值寄存器（CALIB）

位段	名称	可读写类型	复位值	描述
31	NOREF	R	-	1=没有外部参考时钟（即不可用） 0=外部参考时钟可用
30	SKEW	R	-	1=校准值不是准确的10ms 0=校准值准确的10ms
23:0	TENMS	R/W	0	0=无法使用校准功能 >0倒计数的格数

4.2 TIM定时器中断与微秒级延时

通用定时器:只有定时功能，一般16位（0~65535）。
高级定时器:除了定时功能，还有PWM功能。以及DAC为DMA提供时钟的功能。

计数器模式：有如上三种模式，使用定时器时有一些常用的参数如下：

PSC：分频器。
ARR：自动装载值，到这个值就触发自动重装载，即恢复到初始值。
当前的值存放在CURRENT寄存器中。

微秒级延时实现：

实现原理：例如80Mhz的工作频率，意味着1s中跳动了80M次，我们先使用分频器将定时器的工作频率分为80份，也就是1Mhz，那么对应的1hz就是1us。接下来我们基于这个原理来是实现它。

在这里插入图片描述

//如上，将PSC分频率器设置为80-1,由于计时器是16位的，所以滴答范围是0~65535.共65536个滴答，下面我们通过代码来实现。（tim是up模式）
void delay_us(uint16_t us)
{if (us>60000){return ;}uint16_t				differ=60000-us;HAL_TIM_Base_Start(&htim6);__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim6, differ);while(differ<60000){differ = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim6);}HAL_TIM_Base_Stop(&htim6);return ;
}//之后修改tim.h头文件，添加extern void delay_us(uint16_t us);

4.3 TIM使用PWM波

4.3.1 PWM介绍

定时器除了定时以外，还能够产生PWM波。首先我们先来介绍一下PWM波。即脉冲宽度调制（Pulse-width modulation）。pwm波可以简单理解为可以调试占空比的方波。占空比（即脉宽时间占整个周期的比例），整个周期就是一个脉冲信号的时间，而脉宽时间就是高电平的时间。PWM波可以用来模拟不同的输出电压。其原理就是通过不同的占空比比例实现D/A转化。

在这里插入图片描述

ARR:自动装载值。
CRR:决定了占空比，PWM波从CRR处电平反转。

4.3.2 无源蜂鸣器实现

首先我们先明白有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的区别，这个“源”指的是震荡源，所以：

有源蜂鸣器内部带震荡源，所以只要一通电(给高电平或低电平)就会叫，即电平触发；
而无源蜂鸣器内部不带震荡源，直流信号无法令其鸣叫，必须用 2K~5K 的方波去驱动它；

无源蜂鸣器配置：

在这里插入图片描述

配置预分频：TIM2 的输入时钟为 APB1 时钟 80MHz，这个速率对定时器来说实在太快，
这时需要对它做个预分频：CK_CNT = TIMxCLK/(PSC+1)=80MHz/(80-1+1)=1MHz；
配置 PWM 时钟：通过 TIM2 定时器的 ARR(自动重装载寄存)的值可以调整 PWM 的输出。
频率，这里想让蜂鸣器工作在 2.7KHz，则：ARR=1MHz/2700 ~= 370。
配置占空比：这里我们设置占空比为 50%，则 Pulse=370/2=185。

PWM波蜂鸣器实现：找到蜂鸣器对应的引脚的TIM的通道，我这里是TIM1的CHANNEL_4

//buzzer.h文件
#ifndef __BUZZER_H__
#define __BUZZER_H__
#include "tim.h"extern void beep_start(uint8_t times, uint16_t interval);
#endif

//buzzer.c文件
#include "buzzer.h"void beep_start(uint8_t times, uint16_t interval)
{while(times--){if (HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_4) != HAL_OK){Error_Handler();}HAL_Delay(interval);if (HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1, TIM_CHANNEL_4) != HAL_OK){Error_Handler();}	HAL_Delay(interval);}
}

4.4 TIM ,PWM常用函数

//启动计时器tim1
HAL_TIM_Base_Start(&htim1);//设置/获取COUNTER寄存器中的值
__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim1, differ);
__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim1);//停止计时器tim1
HAL_TIM_Base_Stop(&htim1);//启动PWM波型输出（定时器1的通道4），若成功返回HAL_OK
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_4)//关闭PWM波形输出（定时器1的通道4），若成功返回HAL_OK
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1, TIM_CHANNEL_4)