таймеры stm32 cmsis основы и примеры использования

Микроконтроллеры STM32 широко используются в современных встраиваемых системах благодаря своей производительности и гибкости. Одним из ключевых компонентов этих устройств являются таймеры, которые позволяют решать задачи, связанные с измерением времени, генерацией сигналов и управлением процессами. В данной статье мы рассмотрим основы работы с таймерами в STM32 с использованием библиотеки CMSIS, а также приведем практические примеры их применения.

Таймеры в STM32 представляют собой сложные аппаратные модули, которые могут быть настроены для выполнения различных функций. Они поддерживают такие режимы, как счетчик, генерация ШИМ, захват сигналов и сравнение. Использование CMSIS позволяет упростить настройку и управление таймерами, предоставляя удобный интерфейс для работы с регистрами микроконтроллера.

В статье будут рассмотрены основные этапы настройки таймеров, включая инициализацию, настройку предделителя и периода, а также обработку прерываний. Мы также покажем, как использовать таймеры для решения реальных задач, таких как управление светодиодами, измерение длительности импульсов и генерация сигналов с заданной частотой.

Таймеры STM32 CMSIS: основы и примеры использования

Основные режимы работы таймеров:

• Счет вверх/вниз: Таймер может считать от 0 до заданного значения (вверх) или от заданного значения до 0 (вниз).
• ШИМ (PWM): Генерация сигналов с изменяемой скважностью, что полезно для управления яркостью светодиодов или скоростью моторов.
• Захват/сравнение: Измерение длительности сигналов или генерация событий по совпадению с заданным значением.
• Прерывания: Возможность генерировать прерывания при достижении определенных условий, например, переполнения счетчика.

Пример настройки таймера:

RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM2EN; // Включение тактирования TIM2
TIM2->PSC = 7999;                   // Предделитель частоты
TIM2->ARR = 999;                    // Автоперезагрузка
TIM2->CR1 |= TIM_CR1_CEN;           // Запуск таймера

В данном примере таймер TIM2 настраивается на работу с частотой 1 кГц при тактовой частоте 8 МГц. Предделитель (PSC) уменьшает частоту до 1 кГц, а регистр автоперезагрузки (ARR) задает верхний предел счета.

Пример использования ШИМ:

TIM2->CCMR1 |= TIM_CCMR1_OC1M_2 | TIM_CCMR1_OC1M_1; // Режим PWM
TIM2->CCER |= TIM_CCER_CC1E;                       // Включение канала 1
TIM2->CCR1 = 500;                                  // Установка скважности 50%

Этот код настраивает канал 1 таймера TIM2 для генерации ШИМ-сигнала с 50% скважностью. Режим PWM активируется через регистр CCMR1, а значение CCR1 определяет длительность активного уровня.

Использование таймеров в STM32 через CMSIS позволяет эффективно решать задачи, связанные с временными интервалами и управлением периферией, обеспечивая высокую точность и гибкость.

Настройка таймера STM32 с использованием CMSIS: пошаговое руководство

Шаг 1: Включение тактирования таймера

Для начала работы с таймером необходимо включить тактирование соответствующего модуля. Это делается через регистр RCC_APB1ENR (для таймеров APB1) или RCC_APB2ENR (для таймеров APB2). Например, для таймера TIM2:

RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM2EN;

Шаг 2: Настройка предделителя и периода

Задайте значение предделителя (PSC) и периода (ARR) для таймера. Предделитель определяет частоту тактирования таймера, а период – количество тактов до переполнения. Например:

TIM2->PSC = 8399; // Предделитель

TIM2->ARR = 9999; // Период

Шаг 3: Настройка режима работы

Выберите режим работы таймера через регистр CR1. Например, для режима счета вверх:

TIM2->CR1 &= ~TIM_CR1_DIR; // Счет вверх

Шаг 4: Включение таймера

Активируйте таймер, установив бит CEN в регистре CR1:

TIM2->CR1 |= TIM_CR1_CEN;

Шаг 5: Настройка прерываний (опционально)

Если требуется обработка прерываний, настройте их через регистр DIER. Например, для включения прерывания по переполнению:

TIM2->DIER |= TIM_DIER_UIE;

Не забудьте включить прерывание в NVIC:

NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);

Шаг 6: Обработка прерывания (опционально)

В функции обработки прерывания сбросьте флаг прерывания и выполните необходимые действия:

void TIM2_IRQHandler(void) {

if (TIM2->SR & TIM_SR_UIF) {

TIM2->SR &= ~TIM_SR_UIF; // Сброс флага

// Ваш код

}

}

Пример использования таймера для генерации ШИМ-сигнала

Для генерации ШИМ-сигнала на микроконтроллере STM32 с использованием CMSIS можно настроить таймер в режиме PWM. Рассмотрим пример настройки таймера TIM2 для генерации ШИМ-сигнала на канале 1.

Настройка таймера

Сначала необходимо включить тактирование таймера и настроить его параметры. Установим частоту ШИМ-сигнала, например, 1 кГц, и коэффициент заполнения 50%.

RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM2EN; // Включение тактирования TIM2
TIM2->PSC = 84 - 1;                 // Предделитель для частоты 1 МГц
TIM2->ARR = 1000 - 1;               // Автоперезагрузка для частоты 1 кГц
TIM2->CCR1 = 500;                   // Коэффициент заполнения 50%
TIM2->CCMR1 |= TIM_CCMR1_OC1M_2 | TIM_CCMR1_OC1M_1; // Режим PWM
TIM2->CCER |= TIM_CCER_CC1E;        // Включение канала 1
TIM2->CR1 |= TIM_CR1_CEN;           // Запуск таймера

RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOAEN; // Включение тактирования GPIOA
GPIOA->MODER &= ~(3 << (5 * 2));     // Очистка режима для PA5
GPIOA->MODER |= (2 << (5 * 2));      // Установка режима альтернативной функции
GPIOA->AFR[0] |= (1 << (5 * 4));     // Выбор альтернативной функции TIM2_CH1