这一章，我们将向大家介绍如何使用 STM32 的通用定时器，STM32 的定时器功能十分强 大，有 TIME1 和 TIME8 等高级定时器，也有 TIME2~TIME5 等通用定时器，还有 TIME6 和TIME7 等基本定时器。在本章中，我们将使用 TIM3 的定时器中断来控制 DS1 的翻转，在主函数用 DS0 的翻转 来提示程序正在运行。本章，我们选择难度适中的通用定时器来介绍，本章将分为如下几个部 分：

1 STM32 通用定时器简介

2 硬件设计

3 软件设计

一、 STM32 通用定时器简介

STM32 的通用定时器是一个通过可编程预分频器（PSC）驱动的 16 位自动装载计数器（CNT） 构成。STM32 的通用定时器可以被用于：测量输入信号的脉冲长度(输入捕获)或者产生输出波 形(输出比较和 PWM)等。 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间调整。STM32 的每个通用定时器都是完全独立的，没有互相 共享的任何资源。 STM3 的通用 TIMx (TIM2、TIM3、TIM4 和 TIM5)定时器功能包括：

1)16 位向上、向下、向上/向下自动装载计数器（TIMx_CNT）。

2)16 位可编程(可以实时修改)预分频器(TIMx_PSC)，计数器时钟频率的分频系数为 1～65535 之间的任意数值。

3）4 个独立通道（TIMx_CH1~4），这些通道可以用来作为： A．输入捕获 B．输出比较 C．PWM 生成(边缘或中间对齐模式) D．单脉冲模式输出

4）可使用外部信号（TIMx_ETR）控制定时器和定时器互连（可以用 1 个定时器控制另外 一个定时器）的同步电路。

5）如下事件发生时产生中断/DMA：

A．更新：计数器向上溢出/向下溢出，计数器初始化(通过软件或者内部/外部触发)

B．触发事件(计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数)

C．输入捕获

D．输出比较

E．支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路

F．触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理

首先是控制寄存器 1（TIMx_CR1），该寄存器的各位描述如图所示：

在本实验中，我们只用到了 TIMx_CR1 的最低位，也就是计数器使能位，该位必须置 1， 才能让定时器开始计数。接下来介绍第二个与我们这章密切相关的寄存器：DMA/中断使能寄 存器（TIMx_DIER）。该寄存器是一个 16 位的寄存器，其各位描述如图所示：

       这里我们同样仅关心它的第 0 位，该位是更新中断允许位，本章用到的是定时器的更新中 断，所以该位要设置为 1，来允许由于更新事件所产生的中断。

       接下来我们看第三个与我们这章有关的寄存器：预分频寄存器（TIMx_PSC）。该寄存器用 设置对时钟进行分频，然后提供给计数器，作为计数器的时钟。该寄存器的各位描述如图所示：

这里，定时器的时钟来源有 4 个：

1）内部时钟（CK_INT）

2）外部时钟模式 1：外部输入脚（TIx）

3）外部时钟模式 2：外部触发输入（ETR）

4）内部触发输入（ITRx）：使用 A 定时器作为 B 定时器的预分频器（A 为 B 提供时钟）。

1）TIM3 时钟使能。

TIM3 是挂载在 APB1 之下，所以我们通过 APB1 总线下的时钟使能函数来使能 TIM3。调 用的函数是：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能 

2）初始化定时器参数,设置自动重装值，分频系数，计数方式等。

在库函数中，定时器的初始化参数是通过初始化函数 TIM_TimeBaseInit 实现的：

voidTIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef*TIMx, 
TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct); 

 第一个参数是确定是哪个定时器，这个比较容易理解。第二个参数是定时器初始化参数结 构体指针，结构体类型为 TIM_TimeBaseInitTypeDef，下面我们看看这个结构体的定义：

 

typedef struct 
{ 
 uint16_t TIM_Prescaler; 
 uint16_t TIM_CounterMode; 
 uint16_t TIM_Period; 
 uint16_t TIM_ClockDivision; 
 uint8_t TIM_RepetitionCounter; 
} TIM_TimeBaseInitTypeDef;

 

这个结构体一共有 5 个成员变量，要说明的是，对于通用定时器只有前面四个参数有用， 最后一个参数 TIM_RepetitionCounter 是高级定时器才有用的，这里不多解释。

第一个参数 TIM_Prescaler 是用来设置分频系数的

第二个参数 TIM_CounterMode 是用来设置计数方式，上面讲解过，可以设置为向上计数， 向下计数方式还有中央对齐计数方式，比较常用的是向上计数模式 TIM_CounterMode_Up 和向 下计数模式 TIM_CounterMode_Down。

第三个参数是设置自动重载计数周期值，这在前面也已经讲解过。

第四个参数是用来设置时钟分频因子。

针对 TIM3 初始化范例代码格式：

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; 
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 5000; 
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =7199; 
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; 
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; 
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); 

3）设置 TIM3_DIER 允许更新中断。

因为我们要使用 TIM3 的更新中断，寄存器的相应位便可使能更新中断。在库函数里面定 时器中断使能是通过 TIM_ITConfig 函数来实现的：

void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState)； 

第一个参数是选择定时器号，这个容易理解，取值为 TIM1~TIM17。

第二个参数非常关键，是用来指明我们使能的定时器中断的类型，定时器中断的类型有很 多种，包括更新中断 TIM_IT_Update，触发中断 TIM_IT_Trigger，以及输入捕获中断等等。

第三个参数就很简单了，就是失能还是使能。

例如我们要使能 TIM3 的更新中断，格式为：

TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); 

4）TIM3 中断优先级设置。

在定时器中断使能之后，因为要产生中断，必不可少的要设置 NVIC 相关寄存器，设置中 断优先级。之前多次讲解到用 NVIC_Init 函数实现中断优先级的设置，这里就不重复讲解。

5）允许 TIM3 工作，也就是使能 TIM3。

光配置好定时器还不行，没有开启定时器，照样不能用。我们在配置完后要开启定时器， 通过 TIM3_CR1 的 CEN 位来设置。在固件库里面使能定时器的函数是通过 TIM_Cmd 函数来实 现的：

void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState) 

这个函数非常简单，比如我们要使能定时器 3，方法为：

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能 TIMx 外设

6）编写中断服务函数。

在最后，还是要编写定时器中断服务函数，通过该函数来处理定时器产生的相关中断。在 中断产生后，通过状态寄存器的值来判断此次产生的中断属于什么类型。然后执行相关的操作， 我们这里使用的是更新（溢出）中断，所以在状态寄存器 SR 的最低位。在处理完中断之后应 该向 TIM3_SR 的最低位写 0，来清除该中断标志。

在固件库函数里面，用来读取中断状态寄存器的值判断中断类型的函数是：

ITStatus TIM_GetITStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t) 

该函数的作用是，判断定时器 TIMx 的中断类型 TIM_IT 是否发生中断。比如，我们要判断定 时器 3 是否发生更新（溢出）中断，方法为：

if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET){} 

固件库中清除中断标志位的函数是：

void TIM_ClearITPendingBit(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT) 

该函数的作用是，清除定时器 TIMx 的中断 TIM_IT 标志位。使用起来非常简单，比如我们在

TIM3 的溢出中断发生后，我们要清除中断标志位，方法是：

TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); 

      通过以上几个步骤，我们就可以达到我们的目的了，使用通用定时器的的更新中断，来控 制 DS1 的亮灭。

二、硬件设计

本实验用到的硬件资源有：

1） 指示灯 DS0 和 DS1

2） 定时器 TIM3

    本章将通过 TIM3 的中断来控制 DS1 的亮灭，DS0 和 DS1 的电路在前面已经有介绍了。而

TIM3 属于 STM32 的内部资源，只需要软件设置即可正常工作。

三、软件设计

我们可以看到我们的工程中 的 HARDWARE 下面比以前多了一个 time.c 文件（包括头文件time.h），这两个文件是我们自己 编写。同时还引入了定时器相关的固件库函数文件 stm32f10x_tim.c 和头文件 stm32f10x_tim.h。 下面我们来看看我们的 time.c 文件。timer.c 文件内容如下：

#include "timer.h" 
#include "led.h" 
//通用定时器 3 中断初始化 
//这里时钟选择为 APB1 的 2 倍，而 APB1 为 36M 
//arr：自动重装值。 
//psc：时钟预分频数 
//这里使用的是定时器 3! 
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc) 
{ 
 TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; 
 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 
 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //①时钟 TIM3 使能 
 
//定时器 TIM3 初始化 
 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置自动重装载寄存器周期的值 
 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置时钟频率除数的预分频值 
 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割 
 TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM 向上计数 
 TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //②初始化 TIM3 
 TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //③允许更新中断 
 
 //中断优先级 NVIC 设置 
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3 中断 
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级 0 级 
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //从优先级 3 级 
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ 通道被使能 
 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //④初始化 NVIC 寄存器 
 
 TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //⑤使能 TIM3 
 
} 
//定时器 3 中断服务程序⑥ 
void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3 中断 
{ 
 if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查 TIM3 更新中断发生与否 
 { 
 TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); //清除 TIM3 更新中断标志 
 LED1=!LED1; 
 } 
} 

       该文件下包含一个中断服务函数和一个定时器 3 中断初始化函数，中断服务函数比较简单， 在每次中断后，判断 TIM3 的中断类型，如果中断类型正确（溢出中断），则执行 LED1（DS1） 的取反。

       TIM3_Int_Init()函数就是执行我们上面 12.1 节介绍的那 6 个步骤，我们分别用标号①~⑥来 标注，该函数的 2 个参数用来设置 TIM3 的溢出时间。在前面时钟系统部分我们讲解过，系统 初始化的时候在默认的系统初始化函数 SystemInit 函数里面已经初始化 APB1 的时钟为 2 分频， 所以 APB1 的时钟为 36M，而从 STM32 的内部时钟树图得知：当 APB1 的时钟分频数为 1 的 时候，TIM2~7 的时钟为 APB1 的时钟，而如果 APB1 的时钟分频数不为 1，那么 TIM2~7 的时 钟频率将为 APB1 时钟的两倍。因此，TIM3 的时钟为 72M，再根据我们设计的 arr 和 psc 的值， 就可以计算中断时间了。计算公式如下：

Tout= ((arr+1)*(psc+1))/Tclk；

      其中： Tclk：TIM3 的输入时钟频率（单位为 Mhz）。 Tout：TIM3 溢出时间（单位为 us）。 timer.h 文件的代码非常简单，一些函数申明，这里就不讲解。

最后，我们在主程序里面输入如下代码：

int main(void) 
 { 
 delay_init(); //延时函数初始化 
 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); 
uart_init(9600); //串口初始化波特率为 9600 
 LED_Init(); //LED 端口初始化 
 TIM3_Int_Init(4999,7199); //10Khz 的计数频率，计数到 5000 为 500ms 
 while(1) 
 { 
 LED0=!LED0; 
 delay_ms(200); 
 }