AT32定時器概述

定時器種類有基本定時器、通用定時器、高級控制定時器，以AT32F435xx舉例，下表為各種類型定時器的功能總表。本文主要就定時器溢出中斷進行基礎講解和案列解析。表1. 各定時器功能總表

例 定時器溢出中斷

功能簡介

定時器溢出中斷是定時器最基礎功能，進入中斷的時間周期可由相關寄存器配置。

• 定時器計數(shù)器值TMRx_CVAL
• 定時器預分頻寄存器TMRx_DIV
• 定時器周期寄存器（TMRx_PR）

定時器中斷頻率計算公式如下其中，TMRxCLK雖然來源于APB1/2時鐘，但下圖時鐘架構可以看出，檔APB1/2 Divider存在非1除頻時，TMRxCLK會有x2。例如AHB=240 MHz，APB1/2=120MHz，TMRxCLK的實際頻率為240 MHz.以向上計數(shù)模式舉例，TMREN bit使能后，TMRx_CVAL會開始進行累加1，直到其值等于TMRx_PR后，OVFIF位會置起并且定時器會觸發(fā)溢出中斷事件，（若溢出中斷有開啟，則會產(chǎn)生溢出中斷），同時TMRx_CVAL會再次從0開始計數(shù)，周而復始。圖1. 定時器時鐘源架構

資源準備

1) 硬件環(huán)境對應產(chǎn)品型號的AT-START BOARD2) 軟件環(huán)境project\at_start_xxx\examples\tmr\timer_base

軟件設計

1) 配置流程

• 編寫定時器溢出中斷函數(shù)的應用程序
• 開啟定時器外設時鐘
• 配置定時器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
• 配置定時器為向上計數(shù)方向
• 開啟定時器溢出中斷
• 開啟NVIC溢出中斷
• 開啟定時器計數(shù)

2) 代碼介紹

• main函數(shù)代碼描述

• TMR1_OVF_TMR10_IRQHandler中斷函數(shù)代碼描述

實驗效果

• LED3每1秒翻轉一次。

例 PWM輸出

功能簡介

定時器的輸出部分由比較器和輸出控制構成，用于編程輸出信號的周期、占空比、極性。高級定時器的輸出部分在不同通道上有所不同。

高級定時器在通道1到通道3上擁有互補輸出，且配備死區(qū)調(diào)節(jié)；通道1到通道4擁有剎車控制。通用定時器的輸出部分沒有上述功能，只配備了4個通道輸出?；径〞r器、通用定時器和高級定時器的具體功能差異可查看RM的TMR章節(jié)。

如下圖為高級定時器通道1到3輸出部分原理圖：

圖2.高級定時器通道1到3輸出部分原理圖圖3. 高級定時器通道4輸出部分原理圖

PWM輸出是定時器最常用的輸出模式，分為PWM模式A和PWM模式B。其差異在于：

PWM模式A：－OWCDIR=0，若TMRx_C1DT>TMRx_CVAL時設置C1ORAW為高，否則為低；－OWCDIR=1，若TMRx_C1DT時設置C1ORAW為低，否則為高。PWM模式B：－OWCDIR=0，若TMRx_C1DT>TMRx_CVAL時設置C1ORAW為低，否則為高；－OWCDIR=1，若TMRx_C1DT時設置C1ORAW為高，否則為低。

資源準備

1) 硬件環(huán)境對應產(chǎn)品型號的AT-START BOARD2) 軟件環(huán)境project\at_start_xxx\examples\tmr\7_pwm_output

軟件設計

1) 配置流程

• 開啟定時器外設時鐘
• 配置輸出管腳
• 配置定時器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
• 配置定時器為向上計數(shù)方向
• 配置定時器輸出通道為PWM模式B
• 開啟定時器計數(shù)

2) 代碼介紹

• main函數(shù)代碼描述

實驗效果

• 通過邏輯分析儀或者示波器可將波形打出來。

如下圖：圖4. 7路PWM輸出圖中通道1到4輸出頻率相同但占空比不同的波形，互補通道通過輸出極性的調(diào)節(jié)與其對應的通道輸出相同的波形。

例 PWM輸入捕獲

功能簡介

定時器的輸入部分由專門的捕獲電路實現(xiàn)，可用于對輸入信號的濾波、選擇、分頻和輸入捕獲功能；通過對捕獲值的計算，可得到輸入波形的頻率和占空比。

如下圖為輸入部分原理圖：

圖5. 定時器輸入部分原理圖

輸入模式下，當選中的觸發(fā)信號被檢測到時，通道寄存器（TMRx_CxDT）會記錄當前計數(shù)器計數(shù)值，并將捕獲比較中斷標志位（CxIF）置1，若已使能通道中斷（CxIEN）、通道DMA請求（CxDEN）則產(chǎn)生相應的中斷和DMA請求。若在CxIF已置1后檢測到選中的觸發(fā)信號，則將CxOF位置1。

另外，還提供了更加高效的PWM波輸入捕獲功能，可以更方便的計算出輸入波形的頻率和占空比。此模式的通過內(nèi)部兩個CxDT寄存器實現(xiàn)，輸入波形通過定時器的通道1或者通道2輸入即可。圖6. 定時器捕獲PWM波原理圖

將定時器配置成PWM輸入模式后，可通過C1DT和C2DT的值計算出對應PWM波形的頻率和占空比：

頻率=TMR_CLK/C1DT占空比=C2DT/C1DT

資源準備

1) 硬件環(huán)境對應產(chǎn)品型號的AT-START BOARD2) 軟件環(huán)境project\at_start_xxx\examples\tmr\pwm_input

軟件設計

1) 配置流程

• 開啟定時器外設時鐘
• 配置輸入管腳
• 配置定時器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
• 配置定時器為向上計數(shù)方向
• 配置定時器的PWM輸入模式
• 開啟定時器計數(shù)

2) 代碼介紹

• main函數(shù)代碼描述

• 中斷函數(shù)代碼描述

實驗效果

• 從PA7灌入PWM波形；
• 將串口1連接到上位機，然后通過上位機串口工具即可看到打印信息。

例 輸入捕獲

功能簡介

通過對外部信號的上升沿或者下降沿進行捕獲可以實現(xiàn)對外部信號輸入捕獲并計算頻率的功能。本例程實現(xiàn)了對外部信號進行捕獲并通過串口打印出頻率。

資源準備

1) 硬件環(huán)境對應產(chǎn)品型號的AT-START BOARD2) 軟件環(huán)境project\at_start_xxx\examples\tmr\input_capture

軟件設計

1) 配置流程

• 開啟定時器外設時鐘
• 配置輸入管腳
• 配置定時器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
• 配置定時器為向上計數(shù)方向
• 配置定時器的輸入捕獲功能
• 開啟定時器計數(shù)

2) 代碼介紹

• main函數(shù)代碼描述

• 中斷函數(shù)代碼描述

實驗效果

• 從PA7灌入PWM波形；
• 將串口1連接到上位機，然后通過上位機串口工具即可看到打印信息。

例 DMA傳輸

功能簡介

定時器擁有強大的DMA傳輸能力，基本每個定時器都支持DMA請求的產(chǎn)生。這使得應用更加靈活。

本實驗將src_buffer[0]、src_buffer[1]和src_buffer[2]數(shù)據(jù)通過DMA傳輸?shù)絋MR的TMRx_C3DT寄存器。實現(xiàn)了每個周期占空比都發(fā)生改變，且占空比在src_buffer[0]、src_buffer[1]和src_buffer[2]的值之間進行有序的切換。

資源準備

1) 硬件環(huán)境對應產(chǎn)品型號的AT-START BOARD2) 軟件環(huán)境project\at_start_xxx\examples\tmr\dma

軟件設計

1) 配置流程

• 開啟定時器外設時鐘
• 配置輸入管腳
• 配置定時器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
• 配置定時器為向上計數(shù)方向
• 配置DMA通道
• 配置定時器的溢出事件產(chǎn)生DMA請求
• 開啟定時器計數(shù)

2) 代碼介紹

• main函數(shù)代碼描述

實驗效果

從PA10、PB15輸出PWM波形；

例 burst傳輸

功能簡介

高級定時器和通用定時器除了支持常規(guī)的DMA傳輸功能，還額外支持DMA burst傳輸功能。在配置為burst傳輸后，當TMR產(chǎn)生一個DMA請求可連續(xù)傳輸以TMR地址為起始地址的多筆數(shù)據(jù)；傳輸數(shù)據(jù)的起始地址和數(shù)據(jù)量可通過軟件配置。

如何配置burst傳輸：

1. 配置TMRx_DMACTRL寄存器，此寄存器的bit0到bit4為DMA傳輸?shù)刂菲疲酥禌Q定了DMA傳輸?shù)钠鹗嫉刂?；bit8到bit12為DMA傳輸長度配置，此值決定了DMA傳輸?shù)臄?shù)據(jù)筆數(shù)。2. 配置DMA通道，此配置流程與常規(guī)DMA通道配置相同；需要注意的是DMA通道的源與目標地址寄存器中的一個必須為TMRx_DMADT寄存器地址；具體是源還是目標就由數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较驔Q定。

本實驗將src_buffer[0]和src_buffer[2]數(shù)據(jù)通過burst傳輸?shù)絋MR的TMRx_PR和TMRx_C1DT寄存器。

資源準備

1) 硬件環(huán)境對應產(chǎn)品型號的AT-START BOARD2) 軟件環(huán)境project\at_start_xxx\examples\tmr\dma_burst

軟件設計

1) 配置流程

• 開啟定時器外設時鐘
• 配置輸入管腳
• 配置定時器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
• 配置定時器為向上計數(shù)方向
• 配置DMA通道和定時器的burst功能
• 配置DMAMUX
• 開啟定時器計數(shù)

2) 代碼介紹

• main函數(shù)代碼描述

實驗效果

• 從PA8輸出PWM波形；

例 單脈沖輸出

功能簡介

單脈沖輸出模式是PWM模式的特例，將OCMEN位置1可開啟單周期模式，此模式下，僅在當前計數(shù)周期中進行比較匹配，完成當前計數(shù)后，TMREN位清0，因此僅輸出一個脈沖。當配置為向上計數(shù)模式時，需要嚴格配置CVAL；向下計數(shù)時，需嚴格配置CVAL>CxDT。

當TMR受到外部觸發(fā)或者軟件使能CNT時，TMR開始計數(shù)并在此次overflow事件時停止計數(shù)。此過程中輸出也會根據(jù)配置產(chǎn)生波形。

單脈沖輸出原理如下圖：

圖7. 單脈沖輸出原理圖

圖中當受到外部觸發(fā)后，TMR開始計數(shù)，當CVAL等于CxDT時，改變輸出狀態(tài)，當CVAL溢出時，輸出狀態(tài)再次改變從而達到輸出一個單脈沖的目的。

本實驗將TMR4配置為單脈沖模式。TMR4的通道1配置為輸入并充當觸發(fā)輸入的源頭，通道2配置為輸出模式，充當單脈沖輸出的端口。

資源準備

1) 硬件環(huán)境對應產(chǎn)品型號的AT-START BOARD2) 軟件環(huán)境project\at_start_xxx\examples\tmr\one_cycle

軟件設計

1) 配置流程

• 開啟定時器外設時鐘
• 配置輸入、輸出管腳
• 配置定時器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
• 配置定時器為向上計數(shù)方向
• 配置定時器為單脈沖模式
• 配置通道2為輸出口，并作為TMR觸發(fā)的觸發(fā)源

2) 代碼介紹

• main函數(shù)代碼描述

實驗效果

• PB7輸入管腳，外部給上升沿觸發(fā)即可；
• PB6為輸出管腳，輸出單脈沖波形。

使用邏輯分析儀打出波形如下：

圖8. 單脈沖輸出結果

例 32位定時器

功能簡介

部分定時器可支持擴展為32位定時器（具體請查看RM）。擴展后，不單CVAL寄存器為32位，DIV和CxDT都會自動擴展為32位。

使能32位定時器只需要設置TMRx_CTRL1寄存器的bit10為1即可。

本實驗將TMR2配置為32位定時器模式，然后配置為PWM輸出模式使其輸出PWM波形。

資源準備

1) 硬件環(huán)境對應產(chǎn)品型號的AT-START BOARD2) 軟件環(huán)境project\at_start_xxx\examples\tmr\tmr2_32bit

軟件設計

1) 配置流程

• 開啟定時器外設時鐘
• 配置輸入、輸出管腳
• 使能32位模式
• 配置定時器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
• 配置通道輸出PWM波形

2) 代碼介紹

• main函數(shù)代碼描述

實驗效果

• PA0/1/2/3輸出波形；

圖9. 32位定時器輸出結果

例 定時器同步

功能簡介

主次定時器之間可由內(nèi)部連接信號進行同步。主定時器可由PTOS[2：0]位選擇主定時器輸出，即同步信息；次定時器由SMSEL[2：0]位選擇從模式，即次定時器的工作模式。定時器從模式有以下幾種：

復位模式：

此模式下，當次定時器收到一個同步信號后，次定時器復位計數(shù)器和預分頻器，定時器的 CVAL寄存器變?yōu)?重新開始計數(shù)。若OVFS位為0，將產(chǎn)生一個溢出事件。圖10. 復位模式圖

掛起模式：

掛起模式下，計數(shù)的計數(shù)和剎車受選中觸發(fā)輸入信號控制，當觸發(fā)輸入為高電平時計數(shù)器開始計數(shù)；當為低電平時，計數(shù)器暫停計數(shù)。圖11. 掛起模式圖

觸發(fā)模式：

觸發(fā)模式下，次定時器當受到外部觸發(fā)信號后，自動啟動定時器，即硬件置TMR_EN為1。所以在觸發(fā)模式下，初始化定時器后軟件不需要使能定時器。圖12. 掛起模式圖本例程實現(xiàn)了TMR2同步TMR3和TMR4。主定時器TMR2選擇溢出事件作為同步信號輸出，次定時器TMR3和TMR4選擇掛起模式作為從模式。

資源準備

1) 硬件環(huán)境對應產(chǎn)品型號的AT-START BOARD2) 軟件環(huán)境project\at_start_xxx\examples\tmr\parallel_synchro

軟件設計

1) 配置流程

• 定時器外設時鐘
• 配置輸入、輸出管腳
• 配置定時器TMRx_DIV寄存器和TMRx_PR寄存器
• 配置主模式和從模式
• 配置PWM輸出模式
• 使能定時器

2) 代碼介紹

• main函數(shù)代碼描述

實驗效果

• 通過PA6/PA0/PB6輸出波形，可使用邏輯分析儀抓取波形查看。

關于雅特力雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推動全球市場32位微控制器(MCU)創(chuàng)新趨勢的芯片設計公司，專注于ARM Cortex-M4/M0+的32位微控制器研發(fā)與創(chuàng)新，全系列采用55nm先進工藝及ARM Cortex-M4高效能或M0+低功耗內(nèi)核，締造M4業(yè)界最高主頻288MHz運算效能，并支持工業(yè)級別芯片工作溫度范圍（-40°~105°）。雅特力目前已累積相當多元的終端產(chǎn)品成功案例：如微型打印機、掃地機、光流無人機、熱成像儀、激光雷達、工業(yè)縫紉機、伺服驅(qū)控、電競周邊市場、斷路器、ADAS、T-BOX、數(shù)字電源、電動工具等終端設備應用，廣泛地覆蓋5G、物聯(lián)網(wǎng)、消費、商務及工控等領域。