概述
TIM 定时器是 STM32 中功能最强大、结构最复杂的一个外设。
其基本功能是可以从名字的得出“定时”，定时器可以对输入的时钟进行计数，并且在计数值达到设定值时出发中断。其内部拥有 16 位计数器、预分频器、自动重装寄存器的时基单元，在 72MHz 计数时种下可以实现最大 59.65S 定时。
除了基本的定时中断功能，其还包含内外时钟源选择、输入捕获、输入比较、编码器接口、主从触发等多种功能，定时器根据复杂度和应用场景分为了高级定时器、通用定时器、基本定时器三种类型：
STM32F103C8T6定时器资源：TIM1、TIM2、TIM3、TIM4
时基单元
时基单元式定时器的根本，无论是高级定时器、通用定时器还是基本定时器都是通过时基单元来实现定时的功能。其结构图如下图所示：
时基单元是由 PSC 预分频器、CNT 计数器、自动重装载寄存器构成的计数计时电路，这三个寄存器均为 16 位寄存器。时钟给时基单元输入一个时钟信号，该时钟信号经过 PSC 预分屏器产生时钟信号，CNT 计数器对该时钟信号进行计数并与自动重装载寄存器内存放的目标计数值比较，当计数值与目标值相等时 CNT 计数器会自动清零并产生一个更新中断或更新事件（注此处举例说明 CNT 计数器的计数模式为向上计数模式）
时基单元功能解析：
1 PSC 预分频器：对输入的系统频率提前进行一个分频操作。当 PSC 为 0 时，对输入信号不分频（也可称之为 1 分频）输入信号=72MHz/(0+1)=72MHz，此时输入信号频率为72MHz。当 PSC=1 时（2 分频），输入信号=72MHz/（1+1）=36MHz。当 PSC=3 时，输入信号=72MHz/（2+1）=16MHz。以此类推…注 PSC 为 16 位寄存器，最大分频系数可为 65535，即 65536 分频。此寄存器具有缓冲，可以在运行的过程中改变它的数值，新的预分频值将在下一个更新时间时起作用。
2 CNT 计数器：对预分频后的时钟信号进行计数（基本计数器的）计数的模式分为：向上计数模式、向下计数模式、中央对齐模式三种模式。
3 自动重装寄存器：存储设定的计数目标值。
CNT 计数器的技术模式解析：
1 向上计数模式：计数器从 0 开始，向上自增，记到重装值，清零同时申请中断并开始下一轮的计数，依此循环（此模式为最常用模式）
2 向下计数模式：计数器从重装值开始，向下自减，直至减至 0 复位至重装值并申请93中断，重新开始下一轮的计数，依此循环
3 中央对齐模式：计数器从 0 开始，先向上自增直至重装值并申请中断，再向下自减，减至 0 并再申请中断，依此循环
基本定时器
基本定时器拥有定时功能以及主从式触发 DAC 功能
内部时钟（单片机主频 72MHz）给基本定时器的时基单元输入一个时钟信号，CNT 计数器对经过PSC分频器后的输入信号从0开始向上计数（注：基本定时器只支持向上计数模式），直至自增到设定的计数目标，此时会产生一个更新中断 UI 或更新事件 U。若产生的是更新中断，则该信号会通往配置好的 NVIC 定时器通道，此时 CPU 将会响应定时器的更新中断。若产生的是更新事件，更新事件不会出发中断，但可以触发内部其他电路的工作。注：基本定时器只支持内部时钟作为时基单元的输入信号源。
通用定时器
通用定时器拥有基本定时器全部功能，并额外具有内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等功能。其内部基本结构可分为 4 部分，如下所示：
1 内外时钟源选择部分，见上图灰色方框
2 时基单元，见上图红色方框
3 输入捕获部分，见上图蓝色方框
4 输出比较部分，见上图绿色方框
通用定时器内外时钟源选择
不同于基本定时器的时钟源只支持内部时钟（单片机主频 72MHz），通用定时器和高
级定时器的时钟源可以选择内部时钟（单片机主频 72MHz）以及外部时钟源，其中内部时钟模式为日常开发最常用的模式，通用定时器的内部时钟输入原理与基本定时器的一致，其外部时钟输入模式则可分为 ETR 引脚输入，ITRx 其他定时器、Tlx 捕获通道边沿模式、Tlx 捕获通道四种输入模式。一般情况下外部时钟输入只会用到 ETR 引脚输入模式，其他三种模式均为某些特殊应用场景设计。定时中断基本结构如下图所示：
①第一部分是来自于 TIMx_ETR（PA0）引脚上的外部时钟，外部通过该引脚输入一个
时钟信号，此时钟信号经过一些配置（机性选择、边沿检测、预分频）及滤波后（外部输入信号一般均带有毛刺信号，因此需要经过滤波电路）后有两条分支路径 ETRF 路径和 TRGI路径。经过 ETRF 路径后就可选择作为时基单元的时钟。（在 STM32 中，这一路路径被称为“外部时钟模式 2”）
经过 TRGI 路径主要作为触发输入使用，该触发输入可以触发定时器的从模式。当触发输入作为外部时钟使用时，就作为时基单元的时钟，（在 STM32 中，这一路径被称为“外部时钟模式 1”）
②第二部分（其他定时器输入）来自于 ITR 信号，ITR 信号（又分为 ITR0、ITR1、ITR2、ITR3 三个输入信号）的时钟是来自于其他定时器，时钟的触发控制器有一引脚 TRGO，该引脚可连接至其他定时器，当其连接至其他定时器时，其他定时器的输出就可作为 ITR 的输入，以此来达到定时器级联的功能。TRGO 连接其他定时器作为 ITR 输入时，ITR0、ITR1、ITR2、ITR3 的连接方式如下表所示：
TIM3 与 TIM2 级联举例说明：初始化 TIM2、TIM3，将 TIM3 设置为主模式并将其更新时间映射到 TRGO 上，此时 TRGO 将会连接至 TIM2 的 ITR2。TIM3 的更新事件信号将作为定时器 2 的时钟输入信号。以此实现 TIM3、TIM2 的定时器级联。如下图所示：
③第三部分来自于 TI1F_ED，TI1F_ED 连接至输入捕获单元的 TIMx_CH1，即外界可通过 TIMx_CH1 引脚输入时钟信号。注：此路输入的时钟，上升沿及下降沿均有效。（TI1F_ED中 ED 意为 Edge，中文边沿的意思。代表着信号上升沿及下降沿均有效）。如下图所示：
第四部分来自于 TI1FP1、TI2FP2 两条同路。第一条 TI1FP1 连接至输入捕获单元的TIMx_CH1 通道，即外界可以通过 TIMx_CH1 引脚输入时钟信号。第二条 TI2FP2 连接至输入捕获单元的 TIMx_CH2 通道，即外界可以通过 TIMx_CH2 引脚输入时钟信号
高级定时器
高级定时器拥有通用定时器的全部功能，并额外拥有重读计数器、死区生成、互补输出、刹车输入等功能。其内部结构与通用定时器基本一致，只是在其结构上增加了三个部分。如下图所示：
① 重复次数计数器（16 位）：在通用定时器中，CNT 计数器从 0 开始对时钟信号进行计数。当计数值累加到目标计数值后会产生一个更新中断或更新事件，这一个过程我们称为 1 个定时周期。在高级定时器中。重复此时计数器的作用是可改变产生更新中断或更新事件的周期，即在通用定时器中，经过 1 个定时周期产生一个更新中断或更新事件，在高级定时器中，可设定经过 n 个定时周期产生一个更新中断或更新事件，相当于一个分频器
② DTG 寄存器及互补通道：增加了 DTG 寄存器和互补通道，高级定时器即可实现死区生成、互补输出的功能
③ TIMx_BKIN 刹车输入：该功能是给电机驱动提供安全保障的，当 TIMx_BKIN 产生刹车信号或内部时钟失效故障时，控制电路会自动切断电机输出，防止以外发生
定时中断解析
定时中断基本结构
预分频器时序
计数器时序
计数器无预装时序
计数器有预装时序
时钟树
内部时钟定时中断程序解析
基本步骤
① 使能 TIM2 时钟。
② 设置为内部时钟模式。
③ 配置 TIM2 定时器，主要关注 TIM_CounterMode、TIM_Period、TIM_Prescaler 即计数模式、目标计数值、PSC 分频因子（此定时器定时时间为 T=1/(72M/(7200)/100=10us)）。
④ 初始化 TIM2 定时器
⑤ 配置中断并使能中断
⑥ 配置 NVIC
⑦ 使能定时器
相关函数
编程实例
定时器定时中断
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//Timer.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：定时中断初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void Timer_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10000 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1; //预分频器，即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元
/*中断输出配置*/
TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); //清除定时器更新标志位
//TIM_TimeBaseInit函数末尾，手动产生了更新事件
//若不清除此标志位，则开启中断后，会立刻进入一次中断
//如果不介意此问题，则不清除此标志位也可
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); //开启TIM2的更新中断
/*NVIC中断分组*/
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //配置NVIC为分组2
//即抢占优先级范围：0~3，响应优先级范围：0~3
//此分组配置在整个工程中仅需调用一次
//若有多个中断，可以把此代码放在main函数内，while循环之前
//若调用多次配置分组的代码，则后执行的配置会覆盖先执行的配置
/*NVIC配置*/
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体变量
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; //选择配置NVIC的TIM2线
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //指定NVIC线路使能
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //指定NVIC线路的抢占优先级为2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定NVIC线路的响应优先级为1
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行
}
/* 定时器中断函数，可以复制到使用它的地方
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
}
}
*/
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//main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
uint16_t Num; //定义在定时器中断里自增的变量
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
Timer_Init(); //定时中断初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Num:"); //1行1列显示字符串Num:
while (1)
{
OLED_ShowNum(1, 5, Num, 5); //不断刷新显示Num变量
}
}
/**
* 函 数：TIM2中断函数
* 参 数：无
* 返 回 值：无
* 注意事项：此函数为中断函数，无需调用，中断触发后自动执行
* 函数名为预留的指定名称，可以从启动文件复制
* 请确保函数名正确，不能有任何差异，否则中断函数将不能进入
*/
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET) //判断是否是TIM2的更新事件触发的中断
{
Num ++; //Num变量自增，用于测试定时中断
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); //清除TIM2更新事件的中断标志位
//中断标志位必须清除
//否则中断将连续不断地触发，导致主程序卡死
}
}
|
外部时钟定时中断程序解析
基本步骤
步骤总结：
1 使能 TIM2 时钟
2 使能外部输入引脚时钟
3 配置外部输入引脚并使能
4 设置为外部时钟输入模式 2. 5 配置 TIM2 定时器，主要关注TIM_CounterMode、TIM_Period、TIM_Prescaler 即计数模式、目标计数值、PSC 分频因子（此定时器定时时间为 T=1/(72M/(7200)/100=10us)）
6 初始化 TIM2 定时器
7 配置中断并使能中断
8 配置 NVIC
9 使能定时器
编程实例
定时器外部时钟
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//Timer.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：定时中断初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
* 注意事项：此函数配置为外部时钟，定时器相当于计数器
*/
void Timer_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA0引脚初始化为上拉输入
/*外部时钟配置*/
TIM_ETRClockMode2Config(TIM2, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, 0x0F);
//选择外部时钟模式2，时钟从TIM_ETR引脚输入
//注意TIM2的ETR引脚固定为PA0，无法随意更改
//最后一个滤波器参数加到最大0x0F，可滤除时钟信号抖动
/*时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1; //预分频器，即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元
/*中断输出配置*/
TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); //清除定时器更新标志位
//TIM_TimeBaseInit函数末尾，手动产生了更新事件
//若不清除此标志位，则开启中断后，会立刻进入一次中断
//如果不介意此问题，则不清除此标志位也可
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); //开启TIM2的更新中断
/*NVIC中断分组*/
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //配置NVIC为分组2
//即抢占优先级范围：0~3，响应优先级范围：0~3
//此分组配置在整个工程中仅需调用一次
//若有多个中断，可以把此代码放在main函数内，while循环之前
//若调用多次配置分组的代码，则后执行的配置会覆盖先执行的配置
/*NVIC配置*/
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体变量
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; //选择配置NVIC的TIM2线
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //指定NVIC线路使能
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //指定NVIC线路的抢占优先级为2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定NVIC线路的响应优先级为1
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行
}
/**
* 函 数：返回定时器CNT的值
* 参 数：无
* 返 回 值：定时器CNT的值，范围：0~65535
*/
uint16_t Timer_GetCounter(void)
{
return TIM_GetCounter(TIM2); //返回定时器TIM2的CNT
}
/* 定时器中断函数，可以复制到使用它的地方
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
}
}
*/
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//main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
uint16_t Num; //定义在定时器中断里自增的变量
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
Timer_Init(); //定时中断初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Num:"); //1行1列显示字符串Num:
OLED_ShowString(2, 1, "CNT:"); //2行1列显示字符串CNT:
while (1)
{
OLED_ShowNum(1, 5, Num, 5); //不断刷新显示Num变量
OLED_ShowNum(2, 5, Timer_GetCounter(), 5); //不断刷新显示CNT的值
}
}
/**
* 函 数：TIM2中断函数
* 参 数：无
* 返 回 值：无
* 注意事项：此函数为中断函数，无需调用，中断触发后自动执行
* 函数名为预留的指定名称，可以从启动文件复制
* 请确保函数名正确，不能有任何差异，否则中断函数将不能进入
*/
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET) //判断是否是TIM2的更新事件触发的中断
{
Num ++; //Num变量自增，用于测试定时中断
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); //清除TIM2更新事件的中断标志位
//中断标志位必须清除
//否则中断将连续不断地触发，导致主程序卡死
}
}
|
输出比较
输出比较（Output Compare）又称 OC，标准库函数里 TIM.c 中函数名带 OC 的函数均与输出比较有关。
输出比较是通过比较 CNT 与 CCR 寄存值的关系，来对输出电平置 1、置 0 或电平反转的操作，用于输出一定频率和占空比的 PWM 波形（脉宽调制波形）。
输出比较通道内部结构解析
每个高级定时器和通用定时器都拥有 4 个输出比较通道，高级定时器的前 3 个通道额外拥有死区生成和互补输出功能。通用定时器输出比较通道内部结构如下图所示：
计数器当前与 CCR 寄存器内值比较后，输出模式控制器输出一个信号 OC1ref（0、1电平）。该信号来到上图方框 2 处，该处为极性选择电路，若极性选择电路设置为 0则 OC1ref 信号保持不变输出至输出使能电路，当输出使能电路设置为使能时该信号将会通过输出比较通道输出至外界；若极性选择电路设置为 1 则 OC1ref 信号翻转后输出至输出使能电路，当输出使能电路设置为使能时该信号将会通过输出比较通道输出至外
界；
输出比较模式
输出比较一共有以下 8 中模式，如下图所示：
在 PWM1 模式 1 向上计数模式中（极性不反转的情况下），当 CNT<CCR 时，输出比较通道对应输出有效电平，即高电平（1）。当 CNT>=CCR 时，输出比较通道输出无效电平，即低电平（0）。如下图所示：
PWM
PWM（Pulse Width Modulation）即脉冲宽度调制，在具有惯性的系统中，可以通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的模拟参量，常应用于电机控速、开关电源等领域。
PWM 中有三个重要参数：频率、占空比（高电平时长占整个周期信号时长的比例）、分辨率（占空比可调精度）。实际案例中这三个参数的计算公式如下所示：
编程实现
基本步骤
相关函数
编程实例
PWM驱动呼吸灯
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//PWM.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：PWM初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void PWM_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO重映射*/
// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //开启AFIO的时钟，重映射必须先开启AFIO的时钟
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE); //将TIM2的引脚部分重映射，具体的映射方案需查看参考手册
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE); //将JTAG引脚失能，作为普通GPIO引脚使用
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA0引脚初始化为复用推挽输出
//受外设控制的引脚，均需要配置为复用模式
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1; //预分频器，即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元
/*输出比较初始化*/
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; //定义结构体变量
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); //结构体初始化，若结构体没有完整赋值
//则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值
//避免结构体初值不确定的问题
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //输出比较模式，选择PWM模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //初始的CCR值
TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); //将结构体变量交给TIM_OC1Init，配置TIM2的输出比较通道1
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行
}
/**
* 函 数：PWM设置CCR
* 参 数：Compare 要写入的CCR的值，范围：0~100
* 返 回 值：无
* 注意事项：CCR和ARR共同决定占空比，此函数仅设置CCR的值，并不直接是占空比
* 占空比Duty = CCR / (ARR + 1)
*/
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare1(TIM2, Compare); //设置CCR1的值
}
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//LED.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：LED初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void LED_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA1和PA2引脚初始化为推挽输出
/*设置GPIO初始化后的默认电平*/
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2); //设置PA1和PA2引脚为高电平
}
/**
* 函 数：LED1开启
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void LED1_ON(void)
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1); //设置PA1引脚为低电平
}
/**
* 函 数：LED1关闭
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void LED1_OFF(void)
{
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1); //设置PA1引脚为高电平
}
/**
* 函 数：LED1状态翻转
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void LED1_Turn(void)
{
if (GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1) == 0) //获取输出寄存器的状态，如果当前引脚输出低电平
{
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1); //则设置PA1引脚为高电平
}
else //否则，即当前引脚输出高电平
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1); //则设置PA1引脚为低电平
}
}
/**
* 函 数：LED2开启
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void LED2_ON(void)
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2); //设置PA2引脚为低电平
}
/**
* 函 数：LED2关闭
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void LED2_OFF(void)
{
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2); //设置PA2引脚为高电平
}
/**
* 函 数：LED2状态翻转
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void LED2_Turn(void)
{
if (GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_2) == 0) //获取输出寄存器的状态，如果当前引脚输出低电平
{
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2); //则设置PA2引脚为高电平
}
else //否则，即当前引脚输出高电平
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2); //则设置PA2引脚为低电平
}
}
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//main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
uint8_t i; //定义for循环的变量
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
PWM_Init(); //PWM初始化
while (1)
{
for (i = 0; i <= 100; i++)
{
PWM_SetCompare1(i); //依次将定时器的CCR寄存器设置为0~100，PWM占空比逐渐增大，LED逐渐变亮
Delay_ms(10); //延时10ms
}
for (i = 0; i <= 100; i++)
{
PWM_SetCompare1(100 - i); //依次将定时器的CCR寄存器设置为100~0，PWM占空比逐渐减小，LED逐渐变暗
Delay_ms(10); //延时10ms
}
}
}
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PWM驱动直流电机
直流电机及驱动简介
直流电机是一种将电能转换为机械能的装置，有两个电极，当电极正接时，电机正转，当电极反接时，电机反转
直流电机属于大功率器件，GPIO口无法直接驱动，需要配合电机驱动电路来操作
TB6612是一款双路H桥型的直流电机驱动芯片，可以驱动两个直流电机并且控制其转速和方向
硬件电路：
代码实现
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//Motor.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "PWM.h"
/**
* 函 数：直流电机初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void Motor_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA4和PA5引脚初始化为推挽输出
PWM_Init(); //初始化直流电机的底层PWM
}
/**
* 函 数：直流电机设置速度
* 参 数：Speed 要设置的速度，范围：-100~100
* 返 回 值：无
*/
void Motor_SetSpeed(int8_t Speed)
{
if (Speed >= 0) //如果设置正转的速度值
{
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4); //PA4置高电平
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5); //PA5置低电平，设置方向为正转
PWM_SetCompare3(Speed); //PWM设置为速度值
}
else //否则，即设置反转的速度值
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4); //PA4置低电平
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5); //PA5置高电平，设置方向为反转
PWM_SetCompare3(-Speed); //PWM设置为负的速度值，因为此时速度值为负数，而PWM只能给正数
}
}
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//PWM.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：PWM初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void PWM_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA2引脚初始化为复用推挽输出
//受外设控制的引脚，均需要配置为复用模式
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 36 - 1; //预分频器，即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元
/*输出比较初始化*/
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; //定义结构体变量
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); //结构体初始化，若结构体没有完整赋值
//则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值
//避免结构体初值不确定的问题
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //输出比较模式，选择PWM模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //初始的CCR值
TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); //将结构体变量交给TIM_OC3Init，配置TIM2的输出比较通道3
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行
}
/**
* 函 数：PWM设置CCR
* 参 数：Compare 要写入的CCR的值，范围：0~100
* 返 回 值：无
* 注意事项：CCR和ARR共同决定占空比，此函数仅设置CCR的值，并不直接是占空比
* 占空比Duty = CCR / (ARR + 1)
*/
void PWM_SetCompare3(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare3(TIM2, Compare); //设置CCR3的值
}
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//main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Motor.h"
#include "Key.h"
uint8_t KeyNum; //定义用于接收按键键码的变量
int8_t Speed; //定义速度变量
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
Motor_Init(); //直流电机初始化
Key_Init(); //按键初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Speed:"); //1行1列显示字符串Speed:
while (1)
{
KeyNum = Key_GetNum(); //获取按键键码
if (KeyNum == 1) //按键1按下
{
Speed += 20; //速度变量自增20
if (Speed > 100) //速度变量超过100后
{
Speed = -100; //速度变量变为-100
//此操作会让电机旋转方向突然改变，可能会因供电不足而导致单片机复位
//若出现了此现象，则应避免使用这样的操作
}
}
Motor_SetSpeed(Speed); //设置直流电机的速度为速度变量
OLED_ShowSignedNum(1, 7, Speed, 3); //OLED显示速度变量
}
}
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输入捕获
输入捕获
输入捕获（Input Capture）又称 IC
在输入捕获模式下，当通道输入引脚出现指定电平跳变时，当前 CNT 的值将被锁存到CCR 中，可用于测量 PWM 波形的频率、占空比、脉冲间隔、电平持续时间等参数。每个高级定时器和通用定时器都拥有 4 个输入捕获通道，有两种用途：
1 配置为 PWMI 模式，同时测量频率和占空比
2 配合主从触发模式，实现硬件全自动测量
测频原理
以上两种测量方法总结：
1 测频法适合测试高频信号。在闸门时间内，样本越多（上升沿数量），计次数量就越多则助于减小误差
2 测周法适合测试低频信号。低频信号周期长，计次数多，误差越小
3 测频法更新速度相较测周法慢，但数值相对稳定。测周法更新速度快，但数值跳变也快
4 测频法测试的是闸门时间内的多个周期，自带均值滤波。若在这个闸门时间内捕获到的波形频率不是固定的而是变化的，则会去闸门时间内波形频率的平均值
5 以上两种测试结果都会存在一个固有误差，即“计次存在正负 1 误差” ：在测频法中，闸门时间 T 结束时刻正好位于上一个信号的下降沿与下一个信号的上升沿之间，因此不是一个完整的周期信号（0.5 个周期信号）。因此可能会将这 0.5 个周期信号看做是一个完整周期信号或者是舍弃这 0.5 个周期信号。因此实际计次会是 N+1(0.5 个周期信号看做完整周期信号)或者是 N-1（舍弃那 0.5 个周期信号）。如下图所示：
在测周法中，标准的 fc 频率计次，在最后时刻没能完成一次计数时一个周期信号就结束了。因此同样存在正负 1 误差问题。如下图所示：
因此若想减小正负 1 误差对测试信号频率的影响，应加大计次 N 的数量，当 N 的数量足够大时，正度 1 误差对其的影响就很小
输入捕获通道：
此处以 CH1 通道举例解释说明。外部测量信号通过 CH1 通道输入（CH1、CH2、CH3 通道均搭载一个异或门，此门是与三相无刷电机搭配使用的，此处可忽略），信号 TI1 不经过异或门直接进入输入滤波器和边沿检测器（输入滤波器过滤输入信号的毛刺信号），当边沿检测器检测到有触发信号时可触发后续电路。此时可选择给后续电路输出一个或两个触发信号（TI1FP1、TI1FP2 两信号任选其一或均产生）
1 产生一个 TI1FP1 信号：TI1FP1 信号至 IC1 后置预分频器后，CCR1 寄存器会将当前CNT 计数器的值转运至 CCR1 寄存器中（ CNT 是由内部时钟控制技术的，因此也可以用于计算两个信号之间的时间间隔，此时时间间隔即周期，周期取倒数即频率），同时会产生一个捕获事件或捕获中断。捕获事件会在状态寄存器将状态寄存器标志位置 1（如上图绿色线轨迹）
2 产生一个 TI1FP2 信号：TI1FP2 信号至 IC2 后置预分频器后，CCR2 寄存器会将当前CNT 计数器的值转运至 CCR2 寄存器中（ CNT 是由内部时钟控制技术的，因此也可以用于计算两个信号之间的时间间隔，此时时间间隔即周期，周期取倒数即频率），同时会产生一个捕获事件或捕获中断。捕获事件会在状态寄存器将状态寄存器标志位置 1（如上图蓝色线轨迹）
此处设置设置 TI1FP1、TI1FP2 两个通道的好处在于：
1 CH1、CH2 两通道可以交叉使用，CH3、CH4 两通道可以交叉使用
2 CH1 可以同时开 TI1FP1、TI1FP2 两个通道，同时测量信号频率，信号占空比
主从触发模式：
输入捕获基本结构：
每一个捕获/比较通道都是围绕着一个捕获/比较寄存器(包含影子寄存器)，包括捕获的输入部分 (数字滤波、多路复用和预分频器)，和输出部分(比较器和输出控制)。 如下图所示：
输入部分对相应的 TIx 输入信号采样，并产生一个滤波后的信号 TIxF。然后，一个带极性选择的 边缘监测器产生一个信号(TIxFPx)，它可以作为从模式控制器的输入触发或者作为捕获控制。该 信号通过预分频进入捕获寄存器(ICxPS)
PWMI基本结构:
输入捕获 OC 程序解析
基本步骤
1 开启 TIM3 定时器 RCC 时钟
2 配置输入捕获引脚
3 配置 TIM3 定时器时基单元，此处设置时钟源为内部时钟 72M，计数单元频率为72M / 72 = 1M ，即周期为 1us。目标计数值为 65535。
4 配置输入捕获通道（包括通道号、滤波参数、触发方式、分频因子、输入源等）
5 配置从模式，将 TI1FP1 信号设置为复位时基单元的触发信号
6 使能定时器 3
常用函数
编程实例
输入捕获模式测频率
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//PWM.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：PWM初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void PWM_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO重映射*/
// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //开启AFIO的时钟，重映射必须先开启AFIO的时钟
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE); //将TIM2的引脚部分重映射，具体的映射方案需查看参考手册
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE); //将JTAG引脚失能，作为普通GPIO引脚使用
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA0引脚初始化为复用推挽输出
//受外设控制的引脚，均需要配置为复用模式
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1; //预分频器，即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元
/*输出比较初始化*/
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; //定义结构体变量
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); //结构体初始化，若结构体没有完整赋值
//则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值
//避免结构体初值不确定的问题
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //输出比较模式，选择PWM模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //初始的CCR值
TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); //将结构体变量交给TIM_OC1Init，配置TIM2的输出比较通道1
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行
}
/**
* 函 数：PWM设置CCR
* 参 数：Compare 要写入的CCR的值，范围：0~100
* 返 回 值：无
* 注意事项：CCR和ARR共同决定占空比，此函数仅设置CCR的值，并不直接是占空比
* 占空比Duty = CCR / (ARR + 1)
*/
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare1(TIM2, Compare); //设置CCR1的值
}
/**
* 函 数：PWM设置PSC
* 参 数：Prescaler 要写入的PSC的值，范围：0~65535
* 返 回 值：无
* 注意事项：PSC和ARR共同决定频率，此函数仅设置PSC的值，并不直接是频率
* 频率Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)
*/
void PWM_SetPrescaler(uint16_t Prescaler)
{
TIM_PrescalerConfig(TIM2, Prescaler, TIM_PSCReloadMode_Immediate); //设置PSC的值
}
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//IC.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：输入捕获初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void IC_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //开启TIM3的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA6引脚初始化为上拉输入
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM3); //选择TIM3为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //预分频器，即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM3的时基单元
/*输入捕获初始化*/
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; //定义结构体变量
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //选择配置定时器通道1
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF; //输入滤波器参数，可以过滤信号抖动
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //极性，选择为上升沿触发捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //捕获预分频，选择不分频，每次信号都触发捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //输入信号交叉，选择直通，不交叉
TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //将结构体变量交给TIM_ICInit，配置TIM3的输入捕获通道
/*选择触发源及从模式*/
TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1); //触发源选择TI1FP1
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset); //从模式选择复位
//即TI1产生上升沿时，会触发CNT归零
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIM3，定时器开始运行
}
/**
* 函 数：获取输入捕获的频率
* 参 数：无
* 返 回 值：捕获得到的频率
*/
uint32_t IC_GetFreq(void)
{
return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1); //测周法得到频率fx = fc / N，这里不执行+1的操作也可
}
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//main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
#include "IC.h"
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
PWM_Init(); //PWM初始化
IC_Init(); //输入捕获初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Freq:00000Hz"); //1行1列显示字符串Freq:00000Hz
/*使用PWM模块提供输入捕获的测试信号*/
PWM_SetPrescaler(720 - 1); //PWM频率Freq = 72M / (PSC + 1) / 100
PWM_SetCompare1(50); //PWM占空比Duty = CCR / 100
while (1)
{
OLED_ShowNum(1, 6, IC_GetFreq(), 5); //不断刷新显示输入捕获测得的频率
}
}
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PWMI 模式测频率占空比
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//PWM.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：PWM初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void PWM_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO重映射*/
// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //开启AFIO的时钟，重映射必须先开启AFIO的时钟
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE); //将TIM2的引脚部分重映射，具体的映射方案需查看参考手册
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE); //将JTAG引脚失能，作为普通GPIO引脚使用
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA0引脚初始化为复用推挽输出
//受外设控制的引脚，均需要配置为复用模式
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1; //预分频器，即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元
/*输出比较初始化*/
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; //定义结构体变量
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); //结构体初始化，若结构体没有完整赋值
//则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值
//避免结构体初值不确定的问题
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //输出比较模式，选择PWM模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //初始的CCR值
TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); //将结构体变量交给TIM_OC1Init，配置TIM2的输出比较通道1
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行
}
/**
* 函 数：PWM设置CCR
* 参 数：Compare 要写入的CCR的值，范围：0~100
* 返 回 值：无
* 注意事项：CCR和ARR共同决定占空比，此函数仅设置CCR的值，并不直接是占空比
* 占空比Duty = CCR / (ARR + 1)
*/
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare1(TIM2, Compare); //设置CCR1的值
}
/**
* 函 数：PWM设置PSC
* 参 数：Prescaler 要写入的PSC的值，范围：0~65535
* 返 回 值：无
* 注意事项：PSC和ARR共同决定频率，此函数仅设置PSC的值，并不直接是频率
* 频率Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)
*/
void PWM_SetPrescaler(uint16_t Prescaler)
{
TIM_PrescalerConfig(TIM2, Prescaler, TIM_PSCReloadMode_Immediate); //设置PSC的值
}
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//IC.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：输入捕获初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void IC_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //开启TIM3的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA6引脚初始化为上拉输入
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM3); //选择TIM3为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //预分频器，即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM3的时基单元
/*PWMI模式初始化*/
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; //定义结构体变量
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //选择配置定时器通道1
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF; //输入滤波器参数，可以过滤信号抖动
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //极性，选择为上升沿触发捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //捕获预分频，选择不分频，每次信号都触发捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //输入信号交叉，选择直通，不交叉
TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //将结构体变量交给TIM_PWMIConfig，配置TIM3的输入捕获通道
//此函数同时会把另一个通道配置为相反的配置，实现PWMI模式
/*选择触发源及从模式*/
TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1); //触发源选择TI1FP1
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset); //从模式选择复位
//即TI1产生上升沿时，会触发CNT归零
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIM3，定时器开始运行
}
/**
* 函 数：获取输入捕获的频率
* 参 数：无
* 返 回 值：捕获得到的频率
*/
uint32_t IC_GetFreq(void)
{
return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1); //测周法得到频率fx = fc / N，这里不执行+1的操作也可
}
/**
* 函 数：获取输入捕获的占空比
* 参 数：无
* 返 回 值：捕获得到的占空比
*/
uint32_t IC_GetDuty(void)
{
return (TIM_GetCapture2(TIM3) + 1) * 100 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1); //占空比Duty = CCR2 / CCR1 * 100，这里不执行+1的操作也可
}
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//main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
#include "IC.h"
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
PWM_Init(); //PWM初始化
IC_Init(); //输入捕获初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Freq:00000Hz"); //1行1列显示字符串Freq:00000Hz
OLED_ShowString(2, 1, "Duty:00%"); //2行1列显示字符串Duty:00%
/*使用PWM模块提供输入捕获的测试信号*/
PWM_SetPrescaler(720 - 1); //PWM频率Freq = 72M / (PSC + 1) / 100
PWM_SetCompare1(50); //PWM占空比Duty = CCR / 100
while (1)
{
OLED_ShowNum(1, 6, IC_GetFreq(), 5); //不断刷新显示输入捕获测得的频率
OLED_ShowNum(2, 6, IC_GetDuty(), 2); //不断刷新显示输入捕获测得的占空比
}
}
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