定时器(LED航情灯、指示灯闪烁)一、定时器简介
定时器具有定时功能,类似于生活中的“闹钟”,可以用定时器产生精确的定时时间,用来延时或者处理一些实时事件。 STM32系列的定时器分为基本定时器、通用定时器、高级控制定时器。后者包括前者的全部功能。通常地,STM32高级定时器是TIM1、TIM8,通用定时器是TIM2、TIM3、TIM4、TIM5,基本定时器是TIM6、TIM7。 而飞控的主核心STM32F103CBT6则有4路16位定时器分别是高级定时器TIM1、通用定时器TIM2、TIM3以及TIM4。
二、定时器寄存器STM32F103定时器相关的寄存器众多,这里只讲解重要的几个寄存器。 (1)TIMx_CR1:使能寄存器,最低位控制寄存器的开关,如下图所示: TIM_CR1寄存器主要配置定时器的循环计数、使能等操作,例如CEN位为1是使能计数,为0是关闭计数。 (2)TIMx_DIER: 定时器中断使能寄存器, 最低位控制事件更新中断的开关, 如下图所示: 该寄存的主要功能是配置定时器是定时器的中断使能位,主要使用的是UIE位,UIE为1是使能中断,为0时关闭中断。 (3)TIMx_PSC:定时器时钟分频寄存器,如下图所示: 该寄存器负责把定时器时钟分频之后,再输出给计数器,PSC[15:0]为分频系数。 (4)TIMx_ARR:定时器自动重装载寄存器,如下图所示: ARR[15:0]为自动重装载值,当定时器采用向上计数时,计数值等于ARR时,产生一个更新事件;当定时器采用向下计数时,最开始将ARR的值赋给计数值,计数值向下累减为0时,产生一个更新事件,再次将ARR的值赋给计数值,进行新一轮的向下计数。 (5)TIMx_SR: 状态寄存器,标记当前与定时器相关的各种事件/中断是否发生,我们只用到最低位表示事件更新中断的标志位,如下图所示: 该寄存器主要用于查看定时器的更新中断标志位,当计数发生上溢或者下溢时,UIF位将被置1,标志一次计数完成。 三、定时器实验本节实验的内容是主要是针对GPIO中的周期性点亮无人机的航情灯以及信号灯,对其进行变形,使用通用定时器TIM3精确定时周期性点亮及关闭无人机的航情灯以及信号灯。 同样也是查看原理图可以得知无人机的航情灯同一接在NPN三极管Q1上,而三极管的基极又接在了单片机的PA8上;两个信号灯分别接在了PC13和PC14上。 关于GPIO这部分的驱动代码可以沿袭保留,不同的是需要加入定时器的初始化以及配置定时器中断,编写代码的思路如下表所示。 编程思路 1 | | 1、定义结构体; 2、使能时钟; 3、填充结构体; 4、装载结构体。 | | | 1、定义结构体; 2、使能时钟; 3、填充结构体; 4、装载结构体; 5、使能时钟; 6、使能定时器。 | | | | | | 1、判断是否触发中断; 2、清除标志位; 3、其它逻辑。 |
按照代码思路,编写代码(通过调用官方库)如下图所示为GPIO相关驱动代码: 完成配置GPIO后,便是对定时器进行配置,我们的STM32是外接了8MHz的晶振的,主频是72MHz先来看一下时钟树图,如下图所示。 定时器是挂载在APB1时钟总线下的(从手册可知),从时钟树图中可知APB1用于定时器的时钟频率在未分频的是情况下72MHz,根据定时器时钟分频寄存器(TIMx_PSC)以及定时器自动重装载寄存器(TIMx_ARR)之间的关系,可以得出,定时时间: Tout=((arr+1)*(psc+1))/Ft s 其中Tout为定时时间单位为s,arr为自动重装载寄存器的初值,psc为分频系数,Ft为APB的主频,也就是72MHz。那么要定时1s则只需要把arr设置为载值9999,psc设置为7199即可,即: Tout=((9999+1)*(7199+1))/72000000 =10000*7200/72000000 =72000000/72000000 =1s 所以可以得到定时器初始化代码如下图所示。 配置完成后便会1s周期进入一次定时器中断,在定时器中断里对无人机的航情灯以及指示灯的GPIO端口进行翻转即可实现,周期性点亮,代码如下图所示。 写好代码后保存、编译、下载,然后就可以看到飞控的LED指示灯以及四个螺旋桨下面的航情灯周期1S闪烁,如下图所示。
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