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STM32 F103C8T6学习笔记4:时钟树、滴答计时器、定时器定时中断

今日理解一下STM32F103 C8T6的时钟与时钟系统、滴答计时器、定时器计时中断的配置,文章提供原理,代码,测试工程下载。

目录

时钟树与时钟系统:

滴答计时器:

定时器计时中断:

测试结果:

测试工程下载:


 

时钟树与时钟系统:

该系统介绍在 STM32F10x-中文参考手册 P56页开始

微控制器的时钟系统包括以下几个主要的时钟源:

1. HSE(High-Speed External): 外部高速晶振,可接入外部晶振作为系统时钟源。
2. HSI(High-Speed Internal):   内部高速振荡器,提供内部时钟源。
3. PLL(Phase Locked Loop):   锁相环,可以通过将外部时钟源或内部时钟源倍频得到更高的系统时钟频率。

时钟系统的配置和选择可以通过对系统寄存器 RCC(Reset and Clock Control)的相应位进行配置。根据配置的不同,时钟系统可分为以下几个模式:

1. HSI模式:使用HSI作为系统时钟源。
2. HSE模式:使用HSE作为系统时钟源。
3. PLL模式:通过PLL倍频方式产生高频时钟。

1、单片机内部的RC振荡器是8Mhz
2、通过单片机引脚(OSC_IN OSC_OUT)接外部的晶振,这里就对外部的晶振有要求了,要求外部晶振输入频率范围是4Mhz~32Mhz
3、是通过单片机引脚接外部的低速32.768Khz晶振,这个是单独的给内部的实时时钟模块(RTC)使用
4、是内部的低速RC振荡器40K,可以给RTC用,也可以给IWDG看门狗模块用
5、是时钟信号从MCO这个引脚上输出,这个输出可以作为测试,看看内部的时钟配置是否正确,也可以用作和其他硬件进行时钟同步用

如上5种不同类型的时钟,供给不同的需求,内置的RC振荡器受到温度影响会大一些;
这几个外部时钟晶振接口,根据需求使用;也可选择不用,空着,或者接其他电路也可以;
时钟信号进来,还要操作一些相关寄存器 分频/倍频后,才成为"系统时钟SYSCLK"、HSI时钟、HSE时钟等等之类的,应用于单片机各个模块(比如定时器、ADC、USART、APB perpherials、I2C… )

滴答计时器:

#include "SysTick.h"static u8  fac_us=0;							//us延时倍乘数			   
static u16 fac_ms=0;							//ms延时倍乘数//初始化延迟函数
//SYSTICK的时钟固定为AHB时钟的1/8
//SYSCLK:系统时钟频率
void SysTick_Init(u8 SYSCLK)
{SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); fac_us=SYSCLK/8;					fac_ms=(u16)fac_us*1000;				   
}								    //延时nus
//nus为要延时的us数.		    								   
void delay_us(u32 nus)
{		u32 temp;	    	 SysTick->LOAD=nus*fac_us; 					//时间加载	  		 SysTick->VAL=0x00;        					//清空计数器SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;	//开始倒数	  do{temp=SysTick->CTRL;}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));		//等待时间到达   SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;	//关闭计数器SysTick->VAL =0X00;      					 //清空计数器	 
}//延时nms
//注意nms的范围
//SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:
//nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
//SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms
//对72M条件下,nms<=1864 
void delay_ms(u16 nms)
{	 		  	  u32 temp;		   SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;				//时间加载(SysTick->LOAD为24bit)SysTick->VAL =0x00;							//清空计数器SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;	//开始倒数  do{temp=SysTick->CTRL;}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));		//等待时间到达   SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;	//关闭计数器SysTick->VAL =0X00;       					//清空计数器	  	    
} 

定时器计时中断:

查表可知,TIM2/3/4是适合作通用定时器的:

 此处我以初始化定时器4为通用定时器举例:

计数器溢出频率:   

CK CNT_OV= CK CNT   /    (ARR+1)

                     =  CK PSC  /    (PSC +1)  /  (ARR +1) 

这里的计数器溢出频率单位是赫兹,计数器溢出频率的倒数就是定时器触发的时间周期,一般我们计算用的是下面一个等于号的式子,这里的符号表示如下:

CK_PSC 一般为72Mhz(72 00 000)

ARR 自动重装 对应变量TIM_Period 范围0~65535

PSC 分频  对应变量 TIM_Prescaler 范围0~65535

1. 定时器时钟分频(TIMx_PSC)

是用来将系统时钟(通常为主频)分频为定时器的时钟频率。例如,如果系统时钟为72MHz,定时器时钟分频设置为72-1,则定时器时钟频率为1MHz。定时器时钟分频越大,定时器的时钟频率越低。

2. 预分频(TIMx_ARR)

是用来设置定时器溢出时间(自动重装载寄存器值)的参数。当定时器计数器达到预分频值时,定时器将溢出,并产生中断或其他相关事件。预分频的值决定了定时器溢出时间的长度。例如,如果预分频值为1000,定时器时钟频率为1MHz,则定时器溢出时间为1ms。

 

以下为初始化定时器  2  作定时中断,周期为1ms :

每次进入定时中断都会通过串口1 打印一次进入中断的总次数T:

#include "TIMER_init.h"//初始化定时器2用作计时中断定时器:
void Timer2_Init(void)
{TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);TIM_InternalClockConfig(TIM2);//选择哪个中断就写哪个TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;     //修改分频,对实际情况影响不大,可以不修改,这里是不分频(可选1~72)TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上对齐模式,同时还有向下对齐,中央对齐模式TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10000 - 1;							  //计数器周期。该参数决定了计数器计数溢出前的最大值。TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1;							//分频器预分频系数。该参数决定了计数器时钟频率的变化程度。TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;            //高级计数器需要,不需要用到的直接给0就好TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);                           //用于解决一复位时就先进一次中断的情况TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;       //抢占优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;              //响应优先级NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);}

定时中断服务函数:

#include "TIMER_init.h"uint16_t T;void TIM2_IRQHandler(void)
{if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET){printf("T=%d",T);T++;TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);//清出中断寄存器标志位,用于退出中断}
}

测试结果:

 

测试工程下载:
https://download.csdn.net/download/qq_64257614/88202750?spm=1001.2014.3001.5503

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