定时器是微控制器重要的功能模块之一，在监测、控制领域广泛应用

定时器的基本概念

定时器是对周期固定的脉冲信号进行计数，如MCU内部的外设时钟（APB)。

计数器是对周期固定或者不固定的脉冲信号进行计数，如MCU的I/O引脚所引入的外部脉冲信号。

所以，定时器和计数器本质上都是计数器，定时器是计数器的一种特例。

STM32 定时器家族

STM32定时器大家族
STM32定时器大家族

在这里我们会逐步更新关于各个定时器的介绍：

内核定时器 - 系统节拍定时器（SysTick）

SysTick 是一个24位的系统节拍定时器（System Tick Timer），具有自动重载和溢出中断功能，所有基于 Cortex_M3 处理器的微控制器都可以由这个定时器获得一定的时间间隔。这个定时器是专用于实时操作系统，也可当成一个标准的递减计数器。

SysTick 的定义

SysTick 定时器被捆绑在 NVIC 中，用于产生 SYSTICK 异常（异常号：15）。Cortex-M3 处理器内部包含了一个 SysTick 定时器，因此所有的 Cortex-M3 芯片都带有这个定时器，所以 SysTick 能用于Cortex-M3 芯片的快速移植，软件在不同的 Cortex-M3 芯片的移植工作大为化简。

特性 描述
计数器 24 位递减计数器
加载 自动重加载功能
中断 当计数器为0时能产生一个可屏蔽中断
时钟源 可编程时钟源

系统时基定时器的时钟源，来自于AHB总线，不分频为等于AHB频率和AHB/8两种分频情况。它可以是内部时钟（FCLK，Cortex上的自由运行时钟），或者是外部时钟（Cortex处理器上的SYSCLK信号）。

SysTick 的作用

在单任务引用程序中，因为其架构就决定了它执行任务的串行性，使用实时操作系统（RTOS）。因为 RTOS 以并行的架构处理任务，单一任务的崩溃并不会牵连到整个系统。这样用户出于可靠性的考虑可能就会基于 RTOS 来设计自己的应用程序。 SYSTICK 存在的意义就是提供必要的时钟节拍，为 RTOS 的任务调度提供一个有节奏的“心跳”。SysTick定时器除了能服务于操作系统之外，还能用于作为一个闹铃，用于测量时间等。当处理器在调试期间被喊停（halt）时，则SysTick定时器亦将暂停运作。
以及 HAL 库的库函数 - HAL_Delay() 使用息息相关。可以利用 HAL_Delay() 来达到系统等待的效果。

专用定时器 - 看门狗定时器（IWDG)

IWDG 简介

STM32F10x有两个嵌入的看门狗外围设备，能够提供高度的安全、准确的计时和灵活的运用。所有的看门狗外围设备（独立的或视窗的）都是用来检测和解决由于软件运行失败而引起的故障，当定时器到达一个给定的超时值时，看门狗就会触发一个中断或者重启系统。独立看门狗是由它自身所带的专门的低速时钟(32KHZ)计时的，因此即使主时钟不工作时它也能正常运行。视窗看门狗的时钟由APB1时钟分频而来，并拥有一个可配置可编程的定时窗口，能够检测到不正常的迟到或早到的应用行为。

独立看门狗就是一个 12 位的递减计数器，当计数器的值从某个值一直减到 0 的时候，系统就会产生一个复位信号，即 IWDG_RESET。如果在计数没减到 0 之前，刷新了计数器的值的话，那么就不会产生复位信号，这个动作就是我们经常说的喂狗。看门狗功能由 VDD 电压域供电，在停止模式和待机模式下仍能工作。

常规定时器 - 高级、通用、基本定时器（TIM1 ~ TIM8）

它们之间有一些区别：高级定时器具有捕获/比较通道和互补输出，通用定时器只有捕获/比较通道，基本定时器没有以上两者。

通用定时器

通用定时器们是一群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。它们一般用于：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 us ~ ms 级调整。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。

它们的功能 与 特点：

  • TIM2 ~ TIM5 位于低速的总线 APB1 上
  • 16 位向上、向下、向上/下（中心对齐）计数模式，自动装载计数器（TIMx_CNT）。
  • 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 ~ 65536 之间的任意整数
  • 4 个独立通道（TIMx_CH1 ~ TIMx_CH4），可用作： 输入捕获、输出比较、PWM生成（边缘或中间对齐模式）、单脉冲
  • 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。
  • 若发生如下时间，则产生中断/DMA（6个独立的 IRQ/DMA 请求生成器）：
        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）
        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）
        输入捕获
        输出比较
        支持针对定位的增量（正交）编码器和霍尔传感器电路
        触发输入作为外部时钟或按周期的电流管理

计数模式

它们共有三种计数模式：

  • 向上计数模式： 计数器从 0 计数到自动加载值（TIMx_ARR），然后重新从 0 开始计数并且产生一个计数器溢出事件。
  • 向下计数模式： 计数器从自动装入的值（TIMx_ARR0）开始向下计数到 0 ，然后从自动装入的值重新开始，并产生一个计数器向下溢出时间。
  • 中央对齐模式： 计数器从0计数到自动装入的值-1，产生一个计数器溢出时间，然后向下计数到1并产生一个计数器溢出时间；然后再从0重新计数。

SysTick 结构

图中表明系统节拍定时器有4个相关的寄存器，了解了这4个寄存器的内容，即可掌握系统节拍定时器的工作原理。

在 core_cm3.h 里定义了 SysTick 的4个寄存器，分别是控制与状态寄存器 SysTick_CTRL 、重装值寄存器 SysTick_LOAD 、当前计数值寄存器 SysTick_VAL 、校正值寄存器 SysTick_CALIB 。

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typedef struct
{
  __IOM uint32_t CTRL;                   /*!< Offset: 0x000 (R/W)  SysTick Control and Status Register */
  __IOM uint32_t LOAD;                   /*!< Offset: 0x004 (R/W)  SysTick Reload Value Register */
  __IOM uint32_t VAL;                    /*!< Offset: 0x008 (R/W)  SysTick Current Value Register */
  __IM  uint32_t CALIB;                  /*!< Offset: 0x00C (R/ )  SysTick Calibration Register */
} SysTick_Type;

在stm32f10x.h中则定义了SysTick的4个寄存器里每个bit的地址和名称。

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/* SysTick Control / Status Register Definitions */
#define SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos         16U                                            /*!< SysTick CTRL: COUNTFLAG Position */
#define SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk         (1UL << SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos)            /*!< SysTick CTRL: COUNTFLAG Mask */

#define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos          2U                                            /*!< SysTick CTRL: CLKSOURCE Position */
#define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk         (1UL << SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos)            /*!< SysTick CTRL: CLKSOURCE Mask */

#define SysTick_CTRL_TICKINT_Pos            1U                                            /*!< SysTick CTRL: TICKINT Position */
#define SysTick_CTRL_TICKINT_Msk           (1UL << SysTick_CTRL_TICKINT_Pos)              /*!< SysTick CTRL: TICKINT Mask */

#define SysTick_CTRL_ENABLE_Pos             0U                                            /*!< SysTick CTRL: ENABLE Position */
#define SysTick_CTRL_ENABLE_Msk            (1UL /*<< SysTick_CTRL_ENABLE_Pos*/)           /*!< SysTick CTRL: ENABLE Mask */

/* SysTick Reload Register Definitions */
#define SysTick_LOAD_RELOAD_Pos             0U                                            /*!< SysTick LOAD: RELOAD Position */
#define SysTick_LOAD_RELOAD_Msk            (0xFFFFFFUL /*<< SysTick_LOAD_RELOAD_Pos*/)    /*!< SysTick LOAD: RELOAD Mask */

/* SysTick Current Register Definitions */
#define SysTick_VAL_CURRENT_Pos             0U                                            /*!< SysTick VAL: CURRENT Position */
#define SysTick_VAL_CURRENT_Msk            (0xFFFFFFUL /*<< SysTick_VAL_CURRENT_Pos*/)    /*!< SysTick VAL: CURRENT Mask */

/* SysTick Calibration Register Definitions */
#define SysTick_CALIB_NOREF_Pos            31U                                            /*!< SysTick CALIB: NOREF Position */
#define SysTick_CALIB_NOREF_Msk            (1UL << SysTick_CALIB_NOREF_Pos)               /*!< SysTick CALIB: NOREF Mask */

#define SysTick_CALIB_SKEW_Pos             30U                                            /*!< SysTick CALIB: SKEW Position */
#define SysTick_CALIB_SKEW_Msk             (1UL << SysTick_CALIB_SKEW_Pos)                /*!< SysTick CALIB: SKEW Mask */

#define SysTick_CALIB_TENMS_Pos             0U                                            /*!< SysTick CALIB: TENMS Position */
#define SysTick_CALIB_TENMS_Msk            (0xFFFFFFUL /*<< SysTick_CALIB_TENMS_Pos*/)    /*!< SysTick CALIB: TENMS Mask */

学路漫漫其修远兮,吾将上下而求索

坐坐坐，我们促膝长谈~

此间车厢已使用  次 |   人乘坐过此趟开往世界尽头的列车