一、STM32的通用定時器介紹

STM32F103ZE 擁有 TIM2、TIM3、TIM4 和 TIM5 共 4 個通用定時器。

STM32F103C8擁有TIM2/TIM3/TIM4這三個通用定時器

通用定時器除了具備基本定時器的向上計數器功能外，還可以向下、向上/向下計數。

此外還具備獨立通道，能夠實現輸入捕獲、輸出比較、PWM 輸出、單脈沖輸出的功能。

二、輸出比較產生PWM

1、產生PWM的幾種方式

①、硬件實現。比如STM32 自帶的 PWM 輸出功能。

注意了，硬件實現的時候，外部接線需要接到通用定時器的外部通道上！

②、通用定時器的輸出比較實現軟件的PWM，這個軟件產生的PWM要比定時器模擬產生的PWM精確許多。

③、單純的定時器計數實現PWM。

2、STM32的輸出比較相關介紹

每個通用定時器擁有4路捕獲/比較通道。

每路通道都有一個捕獲/比較寄存器(TIMx_CCRx)用于裝載初值。

同時該寄存器包含兩個寄存器，一個是供用戶寫入比較值的，另一個是和計數器比較的當前捕獲/比較寄存器。

捕獲/比較模式寄存器 x(TIMx_CCMRx)中有輸出比較預裝載使能位(OCxPE )，開啟后只有當更新時間到來時， TIMx_CCRx寄存器的比較值，才會傳入到當前捕獲/比較寄存器。否則寫入的比較值將立即生效。

當計數器和捕獲/比較模式寄存器 x(TIMx_CCMRx)一樣時，會發(fā)生什么呢？

①、假如此時設置了事件產生寄存器(TIMx_EGR)中的 CCxG 位，會產生一個捕獲/比較事件。

②、設置了相應的中斷使能位TIMx_DIER 寄存器中的 CCxIE 位，則會產生一個捕獲/比較中斷。

3、輸出比較產生PWM代碼實現

timer.c

#include "timer.h"

/* TIM4中斷優(yōu)先級配置函數 */

void NVIC_TIM4Enable(void)

{

    NVIC_InitTypeDef NVIC_initstructure;

    NVIC_initstructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;           //選擇TIM4中斷通道

    NVIC_initstructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;           //使能中斷通道

    NVIC_initstructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //設定搶占優(yōu)先級為0

    NVIC_initstructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;        //設定響應優(yōu)先級為0

    NVIC_Init(&NVIC_initstructure);

}

/* TIM4初始化函數*/

void TIM4Init(void)

{

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);        //使能TIM4時鐘

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 255;                     //自動重裝載值設為255，方便產生0-255級RGB顏色等級

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72*39-1;              //計數周期設為39us，以使RGB刷新達到100Hz無閃爍效果

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;                //基本定時器沒有時鐘分頻功能，此項會被忽略

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //設置向上計數模式

    TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);             //初始化TIM4

    TIM_OC1PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);           //使能TIM4 CCR1的預裝載寄存器

    TIM_SetCompare1(TIM4, 0);                                   //設定TIM4捕獲比較1寄存器值為0

    NVIC_TIM4Enable();                                          //初始化TIM4中斷優(yōu)先級

    TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1|TIM_IT_CC2|TIM_IT_CC3); //清除中斷標志位，否則啟動中斷會先進中斷服務函數

    TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1|TIM_IT_CC2|TIM_IT_CC3, ENABLE);  //使能TIM4更新中斷和捕獲/比較1、2、3的中斷源

    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);                                      //使能TIM4定時器

}

stm32f10x_it.c

...

/* TIM4中斷 */

void TIM4_IRQHandler (void)

{

    /* 采用直接寄存器操作，可以獲得比庫函數更高的執(zhí)行效率，節(jié)省中斷函數執(zhí)行時間 */

    if ((TIM4->SR & TIM_FLAG_Update) != 0) //檢測是否為定時器溢出中斷

    {

        TIM4->SR = ~TIM_FLAG_Update; //清除更新中斷標志位

        if (TIM4->CCR1 != 0)         //比較值(即占空比)不為0時，點亮小燈，下同

        {

            LED = 1;

        }

    }    

    else if ((TIM4->SR & TIM_IT_CC1) != 0) //檢測比較中斷產生時熄滅小燈，下同

    {

        TIM4->SR = ~TIM_IT_CC1; //清除捕獲/比較通道1中斷標志位

        LED = 0;

    }

}

此處只是簡單的驗證，所以在主函數通過設定比較值來改變占空比。

TIM_SetCompare1(TIM4, 5); //這里的設置的范圍是0~255(定時器設置的時候分了256級！)

//當然也可以直接采用寄存器的方式 TIM4->CCR1 = 5;

還需要注意的是通用定時器的分頻值，預計裝載值。具體解釋可以看<這里>。

三、硬件PWM

硬件實現的時候，外部接線需要接到通用定時器的外部通道上！當然也不可以，不在對應的外部通道上！（前提得能重映射！）

基本定時器不能輸出PWM，通用和高級定時器才可以。

而通用和高級的配置又有所不同，一個一個來看…

1、高級定時器的硬件PWM輸出

對應TIM1_CH1 - PA8 ; TIM_CH4 - PA11

void TIM1Init()

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);  //使能GPIO外設時鐘使能

//設置該引腳為復用輸出功能,輸出TIM1 CH1 CH4的PWM脈沖波形

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_11; //TIM_CH1 //TIM_CH4

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //復用推挽輸出

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 255; //設置在下一個更新事件裝入活動的自動重裝載寄存器周期的值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72*39-1; //設置用來作為TIMx時鐘頻率除數的預分頻值  不分頻

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設置時鐘分割:TDTS = Tck_tim

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上計數模式

TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); //根據TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數初始化TIMx的時間基數單位

//TIM_OCMode;TIM_OCPolarity-對應輸出的占空比CCR。 TIM_OCMode=1;TIM_OCPolarity=High或者TIM_OCMode=2;TIM_OCPolarity=Low為正常

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //選擇定時器模式:TIM脈沖寬度調制模式1

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 1;                            //設置待裝入捕獲比較寄存器的脈沖值;也就是剛上電的占空比

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;     //輸出極性:TIM輸出比較極性高

TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);  //根據TIM_OCInitStruct中指定的參數初始化外設TIMx

TIM_OC4Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);  //根據TIM_OCInitStruct中指定的參數初始化外設TIMx

TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE); //MOE 主輸出使能

TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);  //CH1預裝載使能  

TIM_OC4PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);  //CH4預裝載使能  

TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE); //使能TIMx在ARR上的預裝載寄存器

TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);  //使能TIM1

}

2、通用定時器的硬件PWM輸出

對應TIM3_CH2 - PA7

void TIM3Init(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);  //使能定時器 3 時鐘

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能 GPIOA時鐘

//設置該引腳為復用輸出功能,輸出 TIM3 CH2 的 PWM 脈沖波形  GPIOA.7

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; //TIM_CH2

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //復用推挽輸出

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化 GPIO

//初始化 TIM3

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 255; //設置在自動重裝載周期值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72*39-1; //設置預分頻值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設置時鐘分割:TDTS = Tck_tim

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM 向上計數模式

TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //初始化 TIMx

//初始化 TIM3 Channel2 PWM 模式

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //選擇 PWM 模式 1

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 255;

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //輸出極性高

TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //初始化外設 TIM3 OC2

TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); //使能預裝載寄存器

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能 TIM3

}