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一、了解什么是定时器

什么是定时器？定时器实现的基本原理是什么？定时器可以做什么？

为了能搞懂上面的问题，文章直接用STM32F103ZET6作讲解说明定时器的原理和基本用途。

STM32F103的定时器属于MCU内部的硬件资源，数量有很多，分类上大致分为：

1）基本定时器

2）通用定时器

3）高级定时器

这里用基本定时器说明工作原理，如下的基本定时器的框图：

首先需要明确的事情：定时器的本质就是一个计数器，通过在一定的计数频率下计量一定的装载值实现计数定时的功能。

如上图中：基本定时器中有一个 CNT计数器（1）用来计数，这个计数器的计数值来自于重装载寄存器。基本定时的时钟（2）来源于RCC的时钟（实际为APB2），通过控制器（4）复位、使能定时器功能，并通过PSC预分频器（3）设置时钟的分频提供给CNT计数器。从而实现计数器在某个频率下计数，达到装载值寄存器中的设定数时完成计数，实现时间定时。

二、STM32F103 的定时器其他特性

（1）计数模式

STM32F103中的定时器除了基本定时器（仅有向上计数），其他的定时器都有向上计数、向下计数、中央对齐模式(向上/向下计数)。

向上计数模式：计数器从0计数到自动加载值(TIMx_ARR计数器的内容)，然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件。

向下模式：计数器从自动装入的值(TIMx_ARR计数器的值)开始向下计数到0，然后从自动装入的值重新开始并且产生一个计数器向下溢出事件。

中央对齐模式：计数器从0开始计数到自动加载的值(TIMx_ARR寄存器)−1，产生一个计数器溢出事件，然后向下计数到1并且产生一个计数器下溢事件；然后再从0开始重新计数。

（2）更新中断

所有的定时器都可以产生更新中断事件，在定时器计数到装载值时溢出，会产生更新事件 UEV ，如果设置了中断允许标志位，还会生成更新中断 UIF并跳转至中断入口地址处（中断函数）。

如下是向上模式下溢出后生成更新事件和更新中断的时序图：

（3）输入捕获模式

在输入捕获模式下，当检测到ICx信号上相应的边沿后，计数器的当前值被锁存到捕获/比较寄存器(TIMx_CCRx)中。当发生捕获事件时，相应的CCxIF标志(TIMx_SR寄存器)被置1，如果开放了中断或者DMA操作，则将产生中断或者DMA请求。

（4）PWM 模式

脉冲宽度调制模式可以产生一个由TIMx_ARR寄存器确定频率、由TIMx_CCRx寄存器确定占空比的信号。在TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位写入‘110’(PWM模式1) 或‘111’(PWM模式2)，能够独立地设置每个OCx输出通道产生一路PWM。

基本定时器、通用定时器、高级定时器的比较：

三、STM32CUBEMX 配置定时器

配置定时器 TIM2 定时100ms，超时溢出后产生更新中断。

需要先介绍一下定时器怎么实现固定时间的定时：

1）在STM32F103 中 TIM2 的时钟来源于 APB1 的 2 倍，即 72 MHz；

2）TIM2的预分频系数 1~65535 可选；

3）定时器计数器 CNT 为 16bit，最大值 65535；

所以定时器的超时时间计算公式如下：

Tout = （(Psc + 1) x (arr + 1)）/ 72000000 s
其中：
Tout：定时器超时溢出时间
Psc：预分频系数
arr：装载值。也就是计数器的计数值
上面的方式计算出来的是单位是秒！！！

要定时100ms的时间，按照上面的公式，Psc = 7199，arr = 999，得到 Tout = 0.1s = 1000ms。

相关配置如下：

（1）因为只需要作为定时使用，所以比较简单，开始定时器，并配置相关的定时参数即可。如下：

（2）开启定时器中断功能，只有开启了才能触发溢出中断，如下：

（3）配置中断的优先级，包括抢占优先级，子优先级。如下：

生成代码后，在文件 tim.c 中 TIM2 的配置代码如下：

TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};/* USER CODE BEGIN TIM2_Init 1 *//* USER CODE END TIM2_Init 1 */htim2.Instance = TIM2;htim2.Init.Prescaler = 7199;htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;htim2.Init.Period = 999;htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;if (HAL_TIM_Base_Init(&htim2) != HAL_OK){Error_Handler();}sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig) != HAL_OK){Error_Handler();}sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK){Error_Handler();}

定时器使能和中断配置如下：

void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef* tim_baseHandle)
{if(tim_baseHandle->Instance==TIM2){/* USER CODE BEGIN TIM2_MspInit 0 *//* USER CODE END TIM2_MspInit 0 *//* TIM2 clock enable */__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();/* TIM2 interrupt Init */HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 3, 0);HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);/* USER CODE BEGIN TIM2_MspInit 1 *//* USER CODE END TIM2_MspInit 1 */}
}

相应的中断入口函数在 stm32f1xx_it.c 中，如下：

void TIM2_IRQHandler(void)
{/* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 0 *//* USER CODE END TIM2_IRQn 0 */HAL_TIM_IRQHandler(&htim2);/* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 1 *//* USER CODE END TIM2_IRQn 1 */
}