STM32 F103C8T6学习笔记4：时钟树、滴答计时器、定时器定时中断-Toy模板网

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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。

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

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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：

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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（72 000 000）

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
	}
}