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一、了解什么是定時器

什么是定時器？定時器實現的基本原理是什么？定時器可以做什么？

為了能搞懂上面的問題，文章直接用STM32F103ZET6作講解說明定時器的原理和基本用途。

STM32F103的定時器屬于MCU內部的硬件資源，數量有很多，分類上大致分為：

1）基本定時器

2）通用定時器

3）高級定時器

這里用基本定時器說明工作原理，如下的基本定時器的框圖：

首先需要明確的事情：定時器的本質就是一個計數器，通過在一定的計數頻率下計量一定的裝載值實現計數定時的功能。

如上圖中：基本定時器中有一個 CNT計數器（1）用來計數，這個計數器的計數值來自于重裝載寄存器。基本定時的時鐘（2）來源于RCC的時鐘（實際為APB2），通過控制器（4）復位、使能定時器功能，并通過PSC預分頻器（3）設置時鐘的分頻提供給CNT計數器。從而實現計數器在某個頻率下計數，達到裝載值寄存器中的設定數時完成計數，實現時間定時。

二、STM32F103 的定時器其他特性

（1）計數模式

STM32F103中的定時器除了基本定時器（僅有向上計數），其他的定時器都有向上計數、向下計數、中央對齊模式(向上/向下計數)。

向上計數模式：計數器從0計數到自動加載值(TIMx_ARR計數器的內容)，然后重新從0開始計數并且產生一個計數器溢出事件。

向下模式：計數器從自動裝入的值(TIMx_ARR計數器的值)開始向下計數到0，然后從自動裝入的值重新開始并且產生一個計數器向下溢出事件。

中央對齊模式：計數器從0開始計數到自動加載的值(TIMx_ARR寄存器)?1，產生一個計數器溢出事件，然后向下計數到1并且產生一個計數器下溢事件；然后再從0開始重新計數。

（2）更新中斷

所有的定時器都可以產生更新中斷事件，在定時器計數到裝載值時溢出，會產生更新事件 UEV ，如果設置了中斷允許標志位，還會生成更新中斷 UIF并跳轉至中斷入口地址處（中斷函數）。

如下是向上模式下溢出后生成更新事件和更新中斷的時序圖：

（3）輸入捕獲模式

在輸入捕獲模式下，當檢測到ICx信號上相應的邊沿后，計數器的當前值被鎖存到捕獲/比較寄存器(TIMx_CCRx)中。當發生捕獲事件時，相應的CCxIF標志(TIMx_SR寄存器)被置1，如果開放了中斷或者DMA操作，則將產生中斷或者DMA請求。

（4）PWM 模式

脈沖寬度調制模式可以產生一個由TIMx_ARR寄存器確定頻率、由TIMx_CCRx寄存器確定占空比的信號。在TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位寫入‘110’(PWM模式1) 或‘111’(PWM模式2)，能夠獨立地設置每個OCx輸出通道產生一路PWM。

基本定時器、通用定時器、高級定時器的比較：

三、STM32CUBEMX 配置定時器

配置定時器 TIM2 定時100ms，超時溢出后產生更新中斷。

需要先介紹一下定時器怎么實現固定時間的定時：

1）在STM32F103 中 TIM2 的時鐘來源于 APB1 的 2 倍，即 72 MHz；

2）TIM2的預分頻系數 1~65535 可選；

3）定時器計數器 CNT 為 16bit，最大值 65535；

所以定時器的超時時間計算公式如下：

Tout = （(Psc + 1) x (arr + 1)）/ 72000000 s
其中：
Tout：定時器超時溢出時間
Psc：預分頻系數
arr：裝載值。也就是計數器的計數值
上面的方式計算出來的是單位是秒！！！

要定時100ms的時間，按照上面的公式，Psc = 7199，arr = 999，得到 Tout = 0.1s = 1000ms。

相關配置如下：

（1）因為只需要作為定時使用，所以比較簡單，開始定時器，并配置相關的定時參數即可。如下：

（2）開啟定時器中斷功能，只有開啟了才能觸發溢出中斷，如下：

（3）配置中斷的優先級，包括搶占優先級，子優先級。如下：

生成代碼后，在文件 tim.c 中 TIM2 的配置代碼如下：

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();}

定時器使能和中斷配置如下：

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 */}
}

相應的中斷入口函數在 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 */
}